f9e4e647d7e8de6cb136a99232495d5fec2fcf98
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
77          256,
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32
84 #endif
85 };
86
87 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
88
89 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          "DMA",
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          "DMA32",
95 #endif
96          "Normal",
97 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
98          "HighMem"
99 #endif
100 };
101
102 int min_free_kbytes = 1024;
103
104 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
105 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
106 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
107
108 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
109   /*
110    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
111    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
112    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
113    * so the number of times add_active_range() can be called is
114    * related to the number of nodes and the number of holes
115    */
116   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
118     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119   #else
120     #if MAX_NUMNODES >= 32
121       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
122       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
123     #else
124       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
125       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
126     #endif
127   #endif
128
129   static struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
130   static int __meminitdata nr_nodemap_entries;
131   static unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
132   static unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
133 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
134   static unsigned long __meminitdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
135   static unsigned long __meminitdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
136 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
137 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
138
139 #if MAX_NUMNODES > 1
140 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
141 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
142 #endif
143
144 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
145 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
146 {
147         int ret = 0;
148         unsigned seq;
149         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
150
151         do {
152                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
153                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
154                         ret = 1;
155                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
156                         ret = 1;
157         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
158
159         return ret;
160 }
161
162 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
163 {
164         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
165                 return 0;
166         if (zone != page_zone(page))
167                 return 0;
168
169         return 1;
170 }
171 /*
172  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
173  */
174 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
175 {
176         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
177                 return 1;
178         if (!page_is_consistent(zone, page))
179                 return 1;
180
181         return 0;
182 }
183 #else
184 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
185 {
186         return 0;
187 }
188 #endif
189
190 static void bad_page(struct page *page)
191 {
192         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
193                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
194                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
195                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
196                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
197                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
198                 page_mapcount(page), page_count(page));
199         dump_stack();
200         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
201                         1 << PG_private |
202                         1 << PG_locked  |
203                         1 << PG_active  |
204                         1 << PG_dirty   |
205                         1 << PG_reclaim |
206                         1 << PG_slab    |
207                         1 << PG_swapcache |
208                         1 << PG_writeback |
209                         1 << PG_buddy );
210         set_page_count(page, 0);
211         reset_page_mapcount(page);
212         page->mapping = NULL;
213         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
214 }
215
216 /*
217  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
218  *
219  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
220  *
221  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
222  *
223  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
224  * the head page (even the head page has this).
225  *
226  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
227  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
228  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
229  */
230
231 static void free_compound_page(struct page *page)
232 {
233         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
234 }
235
236 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
237 {
238         int i;
239         int nr_pages = 1 << order;
240
241         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
242         set_compound_order(page, order);
243         __SetPageHead(page);
244         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
245                 struct page *p = page + i;
246
247                 __SetPageTail(p);
248                 p->first_page = page;
249         }
250 }
251
252 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
253 {
254         int i;
255         int nr_pages = 1 << order;
256
257         if (unlikely(compound_order(page) != order))
258                 bad_page(page);
259
260         if (unlikely(!PageHead(page)))
261                         bad_page(page);
262         __ClearPageHead(page);
263         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
264                 struct page *p = page + i;
265
266                 if (unlikely(!PageTail(p) |
267                                 (p->first_page != page)))
268                         bad_page(page);
269                 __ClearPageTail(p);
270         }
271 }
272
273 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
274 {
275         int i;
276
277         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
278         /*
279          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
280          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
281          */
282         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
283         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
284                 clear_highpage(page + i);
285 }
286
287 /*
288  * function for dealing with page's order in buddy system.
289  * zone->lock is already acquired when we use these.
290  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
291  */
292 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
293 {
294         return page_private(page);
295 }
296
297 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
298 {
299         set_page_private(page, order);
300         __SetPageBuddy(page);
301 }
302
303 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
304 {
305         __ClearPageBuddy(page);
306         set_page_private(page, 0);
307 }
308
309 /*
310  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
311  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
312  *
313  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
314  * the following equation:
315  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
316  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
317  * 1 buddy is #10:
318  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
319  *
320  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
321  * satisfies the following equation:
322  *     P = B & ~(1 << O)
323  *
324  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
325  */
326 static inline struct page *
327 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
328 {
329         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
330
331         return page + (buddy_idx - page_idx);
332 }
333
334 static inline unsigned long
335 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
336 {
337         return (page_idx & ~(1 << order));
338 }
339
340 /*
341  * This function checks whether a page is free && is the buddy
342  * we can do coalesce a page and its buddy if
343  * (a) the buddy is not in a hole &&
344  * (b) the buddy is in the buddy system &&
345  * (c) a page and its buddy have the same order &&
346  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
347  *
348  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
349  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
350  *
351  * For recording page's order, we use page_private(page).
352  */
353 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
354                                                                 int order)
355 {
356         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
357                 return 0;
358
359         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
360                 return 0;
361
362         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
363                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
364                 return 1;
365         }
366         return 0;
367 }
368
369 /*
370  * Freeing function for a buddy system allocator.
371  *
372  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
373  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
374  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
375  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
376  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
377  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
378  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
379  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
380  * parts of the VM system.
381  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
382  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
383  * order is recorded in page_private(page) field.
384  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
385  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
386  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
387  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
388  * triggers coalescing into a block of larger size.            
389  *
390  * -- wli
391  */
392
393 static inline void __free_one_page(struct page *page,
394                 struct zone *zone, unsigned int order)
395 {
396         unsigned long page_idx;
397         int order_size = 1 << order;
398
399         if (unlikely(PageCompound(page)))
400                 destroy_compound_page(page, order);
401
402         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
403
404         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
405         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
406
407         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
408         while (order < MAX_ORDER-1) {
409                 unsigned long combined_idx;
410                 struct free_area *area;
411                 struct page *buddy;
412
413                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
414                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
415                         break;          /* Move the buddy up one level. */
416
417                 list_del(&buddy->lru);
418                 area = zone->free_area + order;
419                 area->nr_free--;
420                 rmv_page_order(buddy);
421                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
422                 page = page + (combined_idx - page_idx);
423                 page_idx = combined_idx;
424                 order++;
425         }
426         set_page_order(page, order);
427         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
428         zone->free_area[order].nr_free++;
429 }
430
431 static inline int free_pages_check(struct page *page)
432 {
433         if (unlikely(page_mapcount(page) |
434                 (page->mapping != NULL)  |
435                 (page_count(page) != 0)  |
436                 (page->flags & (
437                         1 << PG_lru     |
438                         1 << PG_private |
439                         1 << PG_locked  |
440                         1 << PG_active  |
441                         1 << PG_slab    |
442                         1 << PG_swapcache |
443                         1 << PG_writeback |
444                         1 << PG_reserved |
445                         1 << PG_buddy ))))
446                 bad_page(page);
447         /*
448          * PageReclaim == PageTail. It is only an error
449          * for PageReclaim to be set if PageCompound is clear.
450          */
451         if (unlikely(!PageCompound(page) && PageReclaim(page)))
452                 bad_page(page);
453         if (PageDirty(page))
454                 __ClearPageDirty(page);
455         /*
456          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
457          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
458          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
459          */
460         return PageReserved(page);
461 }
462
463 /*
464  * Frees a list of pages. 
465  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
466  * count is the number of pages to free.
467  *
468  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
469  * see if this freeing clears that state.
470  *
471  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
472  * pinned" detection logic.
473  */
474 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
475                                         struct list_head *list, int order)
476 {
477         spin_lock(&zone->lock);
478         zone->all_unreclaimable = 0;
479         zone->pages_scanned = 0;
480         while (count--) {
481                 struct page *page;
482
483                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
484                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
485                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
486                 list_del(&page->lru);
487                 __free_one_page(page, zone, order);
488         }
489         spin_unlock(&zone->lock);
490 }
491
492 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
493 {
494         spin_lock(&zone->lock);
495         zone->all_unreclaimable = 0;
496         zone->pages_scanned = 0;
497         __free_one_page(page, zone, order);
498         spin_unlock(&zone->lock);
499 }
500
501 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
502 {
503         unsigned long flags;
504         int i;
505         int reserved = 0;
506
507         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
508                 reserved += free_pages_check(page + i);
509         if (reserved)
510                 return;
511
512         if (!PageHighMem(page))
513                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
514         arch_free_page(page, order);
515         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
516
517         local_irq_save(flags);
518         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
519         free_one_page(page_zone(page), page, order);
520         local_irq_restore(flags);
521 }
522
523 /*
524  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
525  */
526 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
527 {
528         if (order == 0) {
529                 __ClearPageReserved(page);
530                 set_page_count(page, 0);
531                 set_page_refcounted(page);
532                 __free_page(page);
533         } else {
534                 int loop;
535
536                 prefetchw(page);
537                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
538                         struct page *p = &page[loop];
539
540                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
541                                 prefetchw(p + 1);
542                         __ClearPageReserved(p);
543                         set_page_count(p, 0);
544                 }
545
546                 set_page_refcounted(page);
547                 __free_pages(page, order);
548         }
549 }
550
551
552 /*
553  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
554  * Please do not alter this order without good reasons and regression
555  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
556  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
557  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
558  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
559  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
560  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
561  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
562  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
563  *
564  * -- wli
565  */
566 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
567         int low, int high, struct free_area *area)
568 {
569         unsigned long size = 1 << high;
570
571         while (high > low) {
572                 area--;
573                 high--;
574                 size >>= 1;
575                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
576                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
577                 area->nr_free++;
578                 set_page_order(&page[size], high);
579         }
580 }
581
582 /*
583  * This page is about to be returned from the page allocator
584  */
585 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
586 {
587         if (unlikely(page_mapcount(page) |
588                 (page->mapping != NULL)  |
589                 (page_count(page) != 0)  |
590                 (page->flags & (
591                         1 << PG_lru     |
592                         1 << PG_private |
593                         1 << PG_locked  |
594                         1 << PG_active  |
595                         1 << PG_dirty   |
596                         1 << PG_reclaim |
597                         1 << PG_slab    |
598                         1 << PG_swapcache |
599                         1 << PG_writeback |
600                         1 << PG_reserved |
601                         1 << PG_buddy ))))
602                 bad_page(page);
603
604         /*
605          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
606          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
607          */
608         if (PageReserved(page))
609                 return 1;
610
611         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
612                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
613                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
614         set_page_private(page, 0);
615         set_page_refcounted(page);
616
617         arch_alloc_page(page, order);
618         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
619
620         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
621                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
622
623         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
624                 prep_compound_page(page, order);
625
626         return 0;
627 }
628
629 /* 
630  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
631  * Call me with the zone->lock already held.
632  */
633 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
634 {
635         struct free_area * area;
636         unsigned int current_order;
637         struct page *page;
638
639         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
640                 area = zone->free_area + current_order;
641                 if (list_empty(&area->free_list))
642                         continue;
643
644                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
645                 list_del(&page->lru);
646                 rmv_page_order(page);
647                 area->nr_free--;
648                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
649                 expand(zone, page, order, current_order, area);
650                 return page;
651         }
652
653         return NULL;
654 }
655
656 /* 
657  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
658  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
659  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
660  */
661 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
662                         unsigned long count, struct list_head *list)
663 {
664         int i;
665         
666         spin_lock(&zone->lock);
667         for (i = 0; i < count; ++i) {
668                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
669                 if (unlikely(page == NULL))
670                         break;
671                 list_add_tail(&page->lru, list);
672         }
673         spin_unlock(&zone->lock);
674         return i;
675 }
676
677 #ifdef CONFIG_NUMA
678 /*
679  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
680  * currently executing processor on remote nodes after they have
681  * expired.
682  *
683  * Note that this function must be called with the thread pinned to
684  * a single processor.
685  */
686 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
687 {
688         unsigned long flags;
689         int to_drain;
690
691         local_irq_save(flags);
692         if (pcp->count >= pcp->batch)
693                 to_drain = pcp->batch;
694         else
695                 to_drain = pcp->count;
696         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
697         pcp->count -= to_drain;
698         local_irq_restore(flags);
699 }
700 #endif
701
702 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
703 {
704         unsigned long flags;
705         struct zone *zone;
706         int i;
707
708         for_each_zone(zone) {
709                 struct per_cpu_pageset *pset;
710
711                 if (!populated_zone(zone))
712                         continue;
713
714                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
715                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
716                         struct per_cpu_pages *pcp;
717
718                         pcp = &pset->pcp[i];
719                         local_irq_save(flags);
720                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
721                         pcp->count = 0;
722                         local_irq_restore(flags);
723                 }
724         }
725 }
726
727 #ifdef CONFIG_PM
728
729 void mark_free_pages(struct zone *zone)
730 {
731         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
732         unsigned long flags;
733         int order;
734         struct list_head *curr;
735
736         if (!zone->spanned_pages)
737                 return;
738
739         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
740
741         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
742         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
743                 if (pfn_valid(pfn)) {
744                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
745
746                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
747                                 swsusp_unset_page_free(page);
748                 }
749
750         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
751                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
752                         unsigned long i;
753
754                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
755                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
756                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
757                 }
758
759         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
760 }
761
762 /*
763  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
764  */
765 void drain_local_pages(void)
766 {
767         unsigned long flags;
768
769         local_irq_save(flags);  
770         __drain_pages(smp_processor_id());
771         local_irq_restore(flags);       
772 }
773 #endif /* CONFIG_PM */
774
775 /*
776  * Free a 0-order page
777  */
778 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
779 {
780         struct zone *zone = page_zone(page);
781         struct per_cpu_pages *pcp;
782         unsigned long flags;
783
784         if (PageAnon(page))
785                 page->mapping = NULL;
786         if (free_pages_check(page))
787                 return;
788
789         if (!PageHighMem(page))
790                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
791         arch_free_page(page, 0);
792         kernel_map_pages(page, 1, 0);
793
794         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
795         local_irq_save(flags);
796         __count_vm_event(PGFREE);
797         list_add(&page->lru, &pcp->list);
798         pcp->count++;
799         if (pcp->count >= pcp->high) {
800                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
801                 pcp->count -= pcp->batch;
802         }
803         local_irq_restore(flags);
804         put_cpu();
805 }
806
807 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
808 {
809         free_hot_cold_page(page, 0);
810 }
811         
812 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
813 {
814         free_hot_cold_page(page, 1);
815 }
816
817 /*
818  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
819  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
820  * Each sub-page must be freed individually.
821  *
822  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
823  * Please consult with lkml before using this in your driver.
824  */
825 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
826 {
827         int i;
828
829         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
830         VM_BUG_ON(!page_count(page));
831         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
832                 set_page_refcounted(page + i);
833 }
834
835 /*
836  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
837  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
838  * or two.
839  */
840 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
841                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
842 {
843         unsigned long flags;
844         struct page *page;
845         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
846         int cpu;
847
848 again:
849         cpu  = get_cpu();
850         if (likely(order == 0)) {
851                 struct per_cpu_pages *pcp;
852
853                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
854                 local_irq_save(flags);
855                 if (!pcp->count) {
856                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
857                                                 pcp->batch, &pcp->list);
858                         if (unlikely(!pcp->count))
859                                 goto failed;
860                 }
861                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
862                 list_del(&page->lru);
863                 pcp->count--;
864         } else {
865                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
866                 page = __rmqueue(zone, order);
867                 spin_unlock(&zone->lock);
868                 if (!page)
869                         goto failed;
870         }
871
872         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
873         zone_statistics(zonelist, zone);
874         local_irq_restore(flags);
875         put_cpu();
876
877         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
878         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
879                 goto again;
880         return page;
881
882 failed:
883         local_irq_restore(flags);
884         put_cpu();
885         return NULL;
886 }
887
888 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
889 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
890 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
891 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
892 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
893 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
894 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
895
896 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
897
898 static struct fail_page_alloc_attr {
899         struct fault_attr attr;
900
901         u32 ignore_gfp_highmem;
902         u32 ignore_gfp_wait;
903         u32 min_order;
904
905 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
906
907         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
908         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
909         struct dentry *min_order_file;
910
911 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
912
913 } fail_page_alloc = {
914         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
915         .ignore_gfp_wait = 1,
916         .ignore_gfp_highmem = 1,
917         .min_order = 1,
918 };
919
920 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
921 {
922         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
923 }
924 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
925
926 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
927 {
928         if (order < fail_page_alloc.min_order)
929                 return 0;
930         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
931                 return 0;
932         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
933                 return 0;
934         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
935                 return 0;
936
937         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
938 }
939
940 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
941
942 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
943 {
944         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
945         struct dentry *dir;
946         int err;
947
948         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
949                                        "fail_page_alloc");
950         if (err)
951                 return err;
952         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
953
954         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
955                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
956                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
957
958         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
959                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
960                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
961         fail_page_alloc.min_order_file =
962                 debugfs_create_u32("min-order", mode, dir,
963                                    &fail_page_alloc.min_order);
964
965         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
966             !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file ||
967             !fail_page_alloc.min_order_file) {
968                 err = -ENOMEM;
969                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
970                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
971                 debugfs_remove(fail_page_alloc.min_order_file);
972                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
973         }
974
975         return err;
976 }
977
978 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
979
980 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
981
982 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
983
984 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
985 {
986         return 0;
987 }
988
989 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
990
991 /*
992  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
993  * of the allocation.
994  */
995 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
996                       int classzone_idx, int alloc_flags)
997 {
998         /* free_pages my go negative - that's OK */
999         long min = mark;
1000         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1001         int o;
1002
1003         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1004                 min -= min / 2;
1005         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1006                 min -= min / 4;
1007
1008         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1009                 return 0;
1010         for (o = 0; o < order; o++) {
1011                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1012                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1013
1014                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1015                 min >>= 1;
1016
1017                 if (free_pages <= min)
1018                         return 0;
1019         }
1020         return 1;
1021 }
1022
1023 #ifdef CONFIG_NUMA
1024 /*
1025  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1026  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1027  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1028  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1029  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1030  *
1031  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1032  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1033  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1034  *
1035  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1036  * nothing and returns NULL.
1037  *
1038  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1039  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1040  *
1041  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1042  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1043  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1044  * quickly as we can.
1045  */
1046 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1047 {
1048         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1049         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1050
1051         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1052         if (!zlc)
1053                 return NULL;
1054
1055         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1056                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1057                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1058         }
1059
1060         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1061                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1062                                         &node_online_map;
1063         return allowednodes;
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1068  * if it is worth looking at further for free memory:
1069  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1070  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1071  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1072  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1073  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1074  * else return false (zero) if it is not.
1075  *
1076  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1077  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1078  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1079  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1080  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1081  * into the second scan of the zonelist.
1082  *
1083  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1084  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1085  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1086  * unturned looking for a free page.
1087  */
1088 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1089                                                 nodemask_t *allowednodes)
1090 {
1091         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1092         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1093         int n;                          /* node that zone *z is on */
1094
1095         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1096         if (!zlc)
1097                 return 1;
1098
1099         i = z - zonelist->zones;
1100         n = zlc->z_to_n[i];
1101
1102         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1103         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1108  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1109  * from that zone don't waste time re-examining it.
1110  */
1111 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1112 {
1113         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1114         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1115
1116         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1117         if (!zlc)
1118                 return;
1119
1120         i = z - zonelist->zones;
1121
1122         set_bit(i, zlc->fullzones);
1123 }
1124
1125 #else   /* CONFIG_NUMA */
1126
1127 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1128 {
1129         return NULL;
1130 }
1131
1132 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1133                                 nodemask_t *allowednodes)
1134 {
1135         return 1;
1136 }
1137
1138 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1139 {
1140 }
1141 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1142
1143 /*
1144  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1145  * a page.
1146  */
1147 static struct page *
1148 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1149                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1150 {
1151         struct zone **z;
1152         struct page *page = NULL;
1153         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1154         struct zone *zone;
1155         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1156         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1157         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1158
1159 zonelist_scan:
1160         /*
1161          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1162          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1163          */
1164         z = zonelist->zones;
1165
1166         do {
1167                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1168                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1169                                 continue;
1170                 zone = *z;
1171                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1172                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1173                                 break;
1174                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1175                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1176                                 goto try_next_zone;
1177
1178                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1179                         unsigned long mark;
1180                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1181                                 mark = zone->pages_min;
1182                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1183                                 mark = zone->pages_low;
1184                         else
1185                                 mark = zone->pages_high;
1186                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1187                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1188                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1189                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1190                                         goto this_zone_full;
1191                         }
1192                 }
1193
1194                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1195                 if (page)
1196                         break;
1197 this_zone_full:
1198                 if (NUMA_BUILD)
1199                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1200 try_next_zone:
1201                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1202                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1203                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1204                         zlc_active = 1;
1205                         did_zlc_setup = 1;
1206                 }
1207         } while (*(++z) != NULL);
1208
1209         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1210                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1211                 zlc_active = 0;
1212                 goto zonelist_scan;
1213         }
1214         return page;
1215 }
1216
1217 /*
1218  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1219  */
1220 struct page * fastcall
1221 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1222                 struct zonelist *zonelist)
1223 {
1224         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1225         struct zone **z;
1226         struct page *page;
1227         struct reclaim_state reclaim_state;
1228         struct task_struct *p = current;
1229         int do_retry;
1230         int alloc_flags;
1231         int did_some_progress;
1232
1233         might_sleep_if(wait);
1234
1235         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1236                 return NULL;
1237
1238 restart:
1239         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1240
1241         if (unlikely(*z == NULL)) {
1242                 /* Should this ever happen?? */
1243                 return NULL;
1244         }
1245
1246         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1247                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1248         if (page)
1249                 goto got_pg;
1250
1251         /*
1252          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1253          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1254          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1255          * using a larger set of nodes after it has established that the
1256          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1257          * over allocated.
1258          */
1259         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1260                 goto nopage;
1261
1262         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1263                 wakeup_kswapd(*z, order);
1264
1265         /*
1266          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1267          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1268          * to how we want to proceed.
1269          *
1270          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1271          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1272          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1273          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1274          */
1275         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1276         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1277                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1278         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1279                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1280         if (wait)
1281                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1282
1283         /*
1284          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1285          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1286          *
1287          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1288          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1289          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1290          */
1291         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1292         if (page)
1293                 goto got_pg;
1294
1295         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1296
1297 rebalance:
1298         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1299                         && !in_interrupt()) {
1300                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1301 nofail_alloc:
1302                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1303                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1304                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1305                         if (page)
1306                                 goto got_pg;
1307                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1308                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1309                                 goto nofail_alloc;
1310                         }
1311                 }
1312                 goto nopage;
1313         }
1314
1315         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1316         if (!wait)
1317                 goto nopage;
1318
1319         cond_resched();
1320
1321         /* We now go into synchronous reclaim */
1322         cpuset_memory_pressure_bump();
1323         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1324         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1325         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1326
1327         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1328
1329         p->reclaim_state = NULL;
1330         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1331
1332         cond_resched();
1333
1334         if (likely(did_some_progress)) {
1335                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1336                                                 zonelist, alloc_flags);
1337                 if (page)
1338                         goto got_pg;
1339         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1340                 /*
1341                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1342                  * very high watermark here, this is only to catch
1343                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1344                  * under heavy pressure.
1345                  */
1346                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1347                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1348                 if (page)
1349                         goto got_pg;
1350
1351                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1352                 goto restart;
1353         }
1354
1355         /*
1356          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1357          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1358          *
1359          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1360          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1361          */
1362         do_retry = 0;
1363         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1364                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1365                         do_retry = 1;
1366                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1367                         do_retry = 1;
1368         }
1369         if (do_retry) {
1370                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1371                 goto rebalance;
1372         }
1373
1374 nopage:
1375         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1376                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1377                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1378                         p->comm, order, gfp_mask);
1379                 dump_stack();
1380                 show_mem();
1381         }
1382 got_pg:
1383         return page;
1384 }
1385
1386 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1387
1388 /*
1389  * Common helper functions.
1390  */
1391 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1392 {
1393         struct page * page;
1394         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1395         if (!page)
1396                 return 0;
1397         return (unsigned long) page_address(page);
1398 }
1399
1400 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1401
1402 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1403 {
1404         struct page * page;
1405
1406         /*
1407          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1408          * a highmem page
1409          */
1410         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1411
1412         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1413         if (page)
1414                 return (unsigned long) page_address(page);
1415         return 0;
1416 }
1417
1418 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1419
1420 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1421 {
1422         int i = pagevec_count(pvec);
1423
1424         while (--i >= 0)
1425                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1426 }
1427
1428 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1429 {
1430         if (put_page_testzero(page)) {
1431                 if (order == 0)
1432                         free_hot_page(page);
1433                 else
1434                         __free_pages_ok(page, order);
1435         }
1436 }
1437
1438 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1439
1440 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1441 {
1442         if (addr != 0) {
1443                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1444                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1445         }
1446 }
1447
1448 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1449
1450 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1451 {
1452         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1453         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1454         unsigned int sum = 0;
1455
1456         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1457         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1458         struct zone *zone;
1459
1460         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1461                 unsigned long size = zone->present_pages;
1462                 unsigned long high = zone->pages_high;
1463                 if (size > high)
1464                         sum += size - high;
1465         }
1466
1467         return sum;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1472  */
1473 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1474 {
1475         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1480  */
1481 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1482 {
1483         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1484 }
1485
1486 static inline void show_node(struct zone *zone)
1487 {
1488         if (NUMA_BUILD)
1489                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1490 }
1491
1492 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1493 {
1494         val->totalram = totalram_pages;
1495         val->sharedram = 0;
1496         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1497         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1498         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1499         val->freehigh = nr_free_highpages();
1500         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1501 }
1502
1503 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1504
1505 #ifdef CONFIG_NUMA
1506 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1507 {
1508         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1509
1510         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1511         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1512 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1513         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1514         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1515                         NR_FREE_PAGES);
1516 #else
1517         val->totalhigh = 0;
1518         val->freehigh = 0;
1519 #endif
1520         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1521 }
1522 #endif
1523
1524 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1525
1526 /*
1527  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1528  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1529  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1530  */
1531 void show_free_areas(void)
1532 {
1533         int cpu;
1534         struct zone *zone;
1535
1536         for_each_zone(zone) {
1537                 if (!populated_zone(zone))
1538                         continue;
1539
1540                 show_node(zone);
1541                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1542
1543                 for_each_online_cpu(cpu) {
1544                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1545
1546                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1547
1548                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1549                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1550                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1551                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1552                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1553                                pageset->pcp[1].count);
1554                 }
1555         }
1556
1557         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1558                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1559                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1560                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1561                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1562                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1563                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1564                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1565                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1566                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1567                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1568                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1569                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1570
1571         for_each_zone(zone) {
1572                 int i;
1573
1574                 if (!populated_zone(zone))
1575                         continue;
1576
1577                 show_node(zone);
1578                 printk("%s"
1579                         " free:%lukB"
1580                         " min:%lukB"
1581                         " low:%lukB"
1582                         " high:%lukB"
1583                         " active:%lukB"
1584                         " inactive:%lukB"
1585                         " present:%lukB"
1586                         " pages_scanned:%lu"
1587                         " all_unreclaimable? %s"
1588                         "\n",
1589                         zone->name,
1590                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1591                         K(zone->pages_min),
1592                         K(zone->pages_low),
1593                         K(zone->pages_high),
1594                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1595                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1596                         K(zone->present_pages),
1597                         zone->pages_scanned,
1598                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1599                         );
1600                 printk("lowmem_reserve[]:");
1601                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1602                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1603                 printk("\n");
1604         }
1605
1606         for_each_zone(zone) {
1607                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1608
1609                 if (!populated_zone(zone))
1610                         continue;
1611
1612                 show_node(zone);
1613                 printk("%s: ", zone->name);
1614
1615                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1616                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1617                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1618                         total += nr[order] << order;
1619                 }
1620                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1621                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1622                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1623                 printk("= %lukB\n", K(total));
1624         }
1625
1626         show_swap_cache_info();
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Builds allocation fallback zone lists.
1631  *
1632  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1633  */
1634 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1635                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1636 {
1637         struct zone *zone;
1638
1639         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1640         zone_type++;
1641
1642         do {
1643                 zone_type--;
1644                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1645                 if (populated_zone(zone)) {
1646                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1647                         check_highest_zone(zone_type);
1648                 }
1649
1650         } while (zone_type);
1651         return nr_zones;
1652 }
1653
1654
1655 /*
1656  *  zonelist_order:
1657  *  0 = automatic detection of better ordering.
1658  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1659  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1660  *
1661  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1662  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1663  */
1664 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1665 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1666 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1667
1668 /* zonelist order in the kernel.
1669  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1670  */
1671 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1672 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1673
1674
1675 #ifdef CONFIG_NUMA
1676 /* The value user specified ....changed by config */
1677 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1678 /* string for sysctl */
1679 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1680 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1681
1682 /*
1683  * interface for configure zonelist ordering.
1684  * command line option "numa_zonelist_order"
1685  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1686  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1687  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1688  */
1689
1690 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1691 {
1692         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1693                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1694         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1695                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1696         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1697                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1698         } else {
1699                 printk(KERN_WARNING
1700                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1701                         "%s\n", s);
1702                 return -EINVAL;
1703         }
1704         return 0;
1705 }
1706
1707 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1708 {
1709         if (s)
1710                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1711         return 0;
1712 }
1713 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1714
1715 /*
1716  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1717  */
1718 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1719                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1720                 loff_t *ppos)
1721 {
1722         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1723         int ret;
1724
1725         if (write)
1726                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1727                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1728         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1729         if (ret)
1730                 return ret;
1731         if (write) {
1732                 int oldval = user_zonelist_order;
1733                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1734                         /*
1735                          * bogus value.  restore saved string
1736                          */
1737                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1738                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1739                         user_zonelist_order = oldval;
1740                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1741                         build_all_zonelists();
1742         }
1743         return 0;
1744 }
1745
1746
1747 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1748 static int node_load[MAX_NUMNODES];
1749
1750 /**
1751  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1752  * @node: node whose fallback list we're appending
1753  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1754  *
1755  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1756  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1757  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1758  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1759  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1760  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1761  * on them otherwise.
1762  * It returns -1 if no node is found.
1763  */
1764 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1765 {
1766         int n, val;
1767         int min_val = INT_MAX;
1768         int best_node = -1;
1769
1770         /* Use the local node if we haven't already */
1771         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1772                 node_set(node, *used_node_mask);
1773                 return node;
1774         }
1775
1776         for_each_online_node(n) {
1777                 cpumask_t tmp;
1778
1779                 /* Don't want a node to appear more than once */
1780                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1781                         continue;
1782
1783                 /* Use the distance array to find the distance */
1784                 val = node_distance(node, n);
1785
1786                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1787                 val += (n < node);
1788
1789                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1790                 tmp = node_to_cpumask(n);
1791                 if (!cpus_empty(tmp))
1792                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1793
1794                 /* Slight preference for less loaded node */
1795                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1796                 val += node_load[n];
1797
1798                 if (val < min_val) {
1799                         min_val = val;
1800                         best_node = n;
1801                 }
1802         }
1803
1804         if (best_node >= 0)
1805                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1806
1807         return best_node;
1808 }
1809
1810
1811 /*
1812  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
1813  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
1814  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
1815  */
1816 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
1817 {
1818         enum zone_type i;
1819         int j;
1820         struct zonelist *zonelist;
1821
1822         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1823                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1824                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
1825                         ;
1826                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1827                 zonelist->zones[j] = NULL;
1828         }
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
1833  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
1834  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
1835  * may still exist in local DMA zone.
1836  */
1837 static int node_order[MAX_NUMNODES];
1838
1839 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
1840 {
1841         enum zone_type i;
1842         int pos, j, node;
1843         int zone_type;          /* needs to be signed */
1844         struct zone *z;
1845         struct zonelist *zonelist;
1846
1847         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1848                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1849                 pos = 0;
1850                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
1851                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
1852                                 node = node_order[j];
1853                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
1854                                 if (populated_zone(z)) {
1855                                         zonelist->zones[pos++] = z;
1856                                         check_highest_zone(zone_type);
1857                                 }
1858                         }
1859                 }
1860                 zonelist->zones[pos] = NULL;
1861         }
1862 }
1863
1864 static int default_zonelist_order(void)
1865 {
1866         int nid, zone_type;
1867         unsigned long low_kmem_size,total_size;
1868         struct zone *z;
1869         int average_size;
1870         /*
1871          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
1872          * If they are really small and used heavily, the system can fall
1873          * into OOM very easily.
1874          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
1875          */
1876         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
1877         low_kmem_size = 0;
1878         total_size = 0;
1879         for_each_online_node(nid) {
1880                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
1881                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
1882                         if (populated_zone(z)) {
1883                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
1884                                         low_kmem_size += z->present_pages;
1885                                 total_size += z->present_pages;
1886                         }
1887                 }
1888         }
1889         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
1890             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
1891                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
1892         /*
1893          * look into each node's config.
1894          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
1895          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
1896          */
1897         average_size = total_size / (num_online_nodes() + 1);
1898         for_each_online_node(nid) {
1899                 low_kmem_size = 0;
1900                 total_size = 0;
1901                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
1902                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
1903                         if (populated_zone(z)) {
1904                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
1905                                         low_kmem_size += z->present_pages;
1906                                 total_size += z->present_pages;
1907                         }
1908                 }
1909                 if (low_kmem_size &&
1910                     total_size > average_size && /* ignore small node */
1911                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
1912                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
1913         }
1914         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
1915 }
1916
1917 static void set_zonelist_order(void)
1918 {
1919         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
1920                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
1921         else
1922                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
1923 }
1924
1925 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1926 {
1927         int j, node, load;
1928         enum zone_type i;
1929         nodemask_t used_mask;
1930         int local_node, prev_node;
1931         struct zonelist *zonelist;
1932         int order = current_zonelist_order;
1933
1934         /* initialize zonelists */
1935         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1936                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1937                 zonelist->zones[0] = NULL;
1938         }
1939
1940         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1941         local_node = pgdat->node_id;
1942         load = num_online_nodes();
1943         prev_node = local_node;
1944         nodes_clear(used_mask);
1945
1946         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
1947         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
1948         j = 0;
1949
1950         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1951                 int distance = node_distance(local_node, node);
1952
1953                 /*
1954                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1955                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1956                  */
1957                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1958                         zone_reclaim_mode = 1;
1959
1960                 /*
1961                  * We don't want to pressure a particular node.
1962                  * So adding penalty to the first node in same
1963                  * distance group to make it round-robin.
1964                  */
1965                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1966                         node_load[node] = load;
1967
1968                 prev_node = node;
1969                 load--;
1970                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
1971                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
1972                 else
1973                         node_order[j++] = node; /* remember order */
1974         }
1975
1976         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
1977                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
1978                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
1979         }
1980 }
1981
1982 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1983 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1984 {
1985         int i;
1986
1987         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1988                 struct zonelist *zonelist;
1989                 struct zonelist_cache *zlc;
1990                 struct zone **z;
1991
1992                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1993                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1994                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1995                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1996                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1997         }
1998 }
1999
2000
2001 #else   /* CONFIG_NUMA */
2002
2003 static void set_zonelist_order(void)
2004 {
2005         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
2006 }
2007
2008 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
2009 {
2010         int node, local_node;
2011         enum zone_type i,j;
2012
2013         local_node = pgdat->node_id;
2014         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2015                 struct zonelist *zonelist;
2016
2017                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2018
2019                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2020                 /*
2021                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2022                  * of all the other nodes.
2023                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2024                  * building the zones for node N, we make sure that the
2025                  * zones coming right after the local ones are those from
2026                  * node N+1 (modulo N)
2027                  */
2028                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2029                         if (!node_online(node))
2030                                 continue;
2031                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2032                 }
2033                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2034                         if (!node_online(node))
2035                                 continue;
2036                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2037                 }
2038
2039                 zonelist->zones[j] = NULL;
2040         }
2041 }
2042
2043 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2044 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2045 {
2046         int i;
2047
2048         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2049                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2050 }
2051
2052 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2053
2054 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2055 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2056 {
2057         int nid;
2058
2059         for_each_online_node(nid) {
2060                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
2061                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
2062         }
2063         return 0;
2064 }
2065
2066 void build_all_zonelists(void)
2067 {
2068         set_zonelist_order();
2069
2070         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2071                 __build_all_zonelists(NULL);
2072                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2073         } else {
2074                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2075                    of zonelist */
2076                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2077                 /* cpuset refresh routine should be here */
2078         }
2079         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2080         printk("Built %i zonelists in %s order.  Total pages: %ld\n",
2081                         num_online_nodes(),
2082                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2083                         vm_total_pages);
2084 #ifdef CONFIG_NUMA
2085         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2086 #endif
2087 }
2088
2089 /*
2090  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2091  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2092  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2093  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2094  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2095  * conservative, even though it seems large.
2096  *
2097  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2098  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2099  */
2100 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2101
2102 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2103 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2104 {
2105         unsigned long size = 1;
2106
2107         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2108
2109         while (size < pages)
2110                 size <<= 1;
2111
2112         /*
2113          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2114          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2115          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2116          */
2117         size = min(size, 4096UL);
2118
2119         return max(size, 4UL);
2120 }
2121 #else
2122 /*
2123  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2124  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2125  *
2126  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2127  *
2128  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2129  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2130  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2131  *
2132  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2133  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2134  *
2135  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2136  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2137  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2138  */
2139 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2140 {
2141         return 4096UL;
2142 }
2143 #endif
2144
2145 /*
2146  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2147  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2148  * hash function before the remainder is taken.
2149  */
2150 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2151 {
2152         return ffz(~size);
2153 }
2154
2155 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2156
2157 /*
2158  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2159  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2160  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2161  */
2162 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2163                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2164 {
2165         struct page *page;
2166         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2167         unsigned long pfn;
2168
2169         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2170                 /*
2171                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2172                  * handed to this function.  They do not
2173                  * exist on hotplugged memory.
2174                  */
2175                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2176                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2177                                 continue;
2178                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2179                                 continue;
2180                 }
2181                 page = pfn_to_page(pfn);
2182                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2183                 init_page_count(page);
2184                 reset_page_mapcount(page);
2185                 SetPageReserved(page);
2186                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2187 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2188                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2189                 if (!is_highmem_idx(zone))
2190                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2191 #endif
2192         }
2193 }
2194
2195 static void __meminit zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat,
2196                                 struct zone *zone, unsigned long size)
2197 {
2198         int order;
2199         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
2200                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
2201                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2202         }
2203 }
2204
2205 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2206 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2207         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2208 #endif
2209
2210 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2211 {
2212         int batch;
2213
2214         /*
2215          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2216          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2217          *
2218          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2219          */
2220         batch = zone->present_pages / 1024;
2221         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2222                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2223         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2224         if (batch < 1)
2225                 batch = 1;
2226
2227         /*
2228          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2229          * of 2 value was found to be more likely to have
2230          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2231          *
2232          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2233          * batches of pages, one task can end up with a lot
2234          * of pages of one half of the possible page colors
2235          * and the other with pages of the other colors.
2236          */
2237         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2238
2239         return batch;
2240 }
2241
2242 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2243 {
2244         struct per_cpu_pages *pcp;
2245
2246         memset(p, 0, sizeof(*p));
2247
2248         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2249         pcp->count = 0;
2250         pcp->high = 6 * batch;
2251         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2252         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2253
2254         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2255         pcp->count = 0;
2256         pcp->high = 2 * batch;
2257         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2258         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2259 }
2260
2261 /*
2262  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2263  * to the value high for the pageset p.
2264  */
2265
2266 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2267                                 unsigned long high)
2268 {
2269         struct per_cpu_pages *pcp;
2270
2271         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2272         pcp->high = high;
2273         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2274         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2275                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2276 }
2277
2278
2279 #ifdef CONFIG_NUMA
2280 /*
2281  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2282  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2283  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2284  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2285  * with interrupts disabled.
2286  *
2287  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2288  *
2289  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2290  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2291  * hotplugged processors.
2292  *
2293  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2294  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2295  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2296  */
2297 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2298
2299 /*
2300  * Dynamically allocate memory for the
2301  * per cpu pageset array in struct zone.
2302  */
2303 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2304 {
2305         struct zone *zone, *dzone;
2306
2307         for_each_zone(zone) {
2308
2309                 if (!populated_zone(zone))
2310                         continue;
2311
2312                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2313                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2314                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2315                         goto bad;
2316
2317                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2318
2319                 if (percpu_pagelist_fraction)
2320                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2321                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2322         }
2323
2324         return 0;
2325 bad:
2326         for_each_zone(dzone) {
2327                 if (dzone == zone)
2328                         break;
2329                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2330                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2331         }
2332         return -ENOMEM;
2333 }
2334
2335 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2336 {
2337         struct zone *zone;
2338
2339         for_each_zone(zone) {
2340                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2341
2342                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2343                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2344                         kfree(pset);
2345                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2346         }
2347 }
2348
2349 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2350                 unsigned long action,
2351                 void *hcpu)
2352 {
2353         int cpu = (long)hcpu;
2354         int ret = NOTIFY_OK;
2355
2356         switch (action) {
2357         case CPU_UP_PREPARE:
2358         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2359                 if (process_zones(cpu))
2360                         ret = NOTIFY_BAD;
2361                 break;
2362         case CPU_UP_CANCELED:
2363         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2364         case CPU_DEAD:
2365         case CPU_DEAD_FROZEN:
2366                 free_zone_pagesets(cpu);
2367                 break;
2368         default:
2369                 break;
2370         }
2371         return ret;
2372 }
2373
2374 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2375         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2376
2377 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2378 {
2379         int err;
2380
2381         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2382          * A cpuup callback will do this for every cpu
2383          * as it comes online
2384          */
2385         err = process_zones(smp_processor_id());
2386         BUG_ON(err);
2387         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2388 }
2389
2390 #endif
2391
2392 static noinline __init_refok
2393 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2394 {
2395         int i;
2396         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2397         size_t alloc_size;
2398
2399         /*
2400          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2401          * per zone.
2402          */
2403         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2404                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2405         zone->wait_table_bits =
2406                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2407         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2408                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2409
2410         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2411                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2412                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2413         } else {
2414                 /*
2415                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2416                  * via memory hot-add.
2417                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2418                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2419                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2420                  * node itself as well.
2421                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2422                  * necessary.
2423                  */
2424                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2425         }
2426         if (!zone->wait_table)
2427                 return -ENOMEM;
2428
2429         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2430                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2431
2432         return 0;
2433 }
2434
2435 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2436 {
2437         int cpu;
2438         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2439
2440         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2441 #ifdef CONFIG_NUMA
2442                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2443                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2444                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2445 #else
2446                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2447 #endif
2448         }
2449         if (zone->present_pages)
2450                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2451                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2452 }
2453
2454 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2455                                         unsigned long zone_start_pfn,
2456                                         unsigned long size,
2457                                         enum memmap_context context)
2458 {
2459         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2460         int ret;
2461         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2462         if (ret)
2463                 return ret;
2464         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2465
2466         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2467
2468         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2469
2470         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2471
2472         return 0;
2473 }
2474
2475 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2476 /*
2477  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2478  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2479  */
2480 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2481 {
2482         int i;
2483
2484         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2485                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2486                         return i;
2487
2488         return -1;
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2493  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2494  */
2495 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2496 {
2497         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2498                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2499                         return index;
2500
2501         return -1;
2502 }
2503
2504 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2505 /*
2506  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2507  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2508  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2509  * alternative
2510  */
2511 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2512 {
2513         int i;
2514
2515         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2516                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2517                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2518
2519                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2520                         return early_node_map[i].nid;
2521         }
2522
2523         return 0;
2524 }
2525 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2526
2527 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2528 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2529         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2530                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2531
2532 /**
2533  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2534  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2535  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2536  *
2537  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2538  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2539  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2540  */
2541 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2542                                                 unsigned long max_low_pfn)
2543 {
2544         int i;
2545
2546         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2547                 unsigned long size_pages = 0;
2548                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2549
2550                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2551                         continue;
2552
2553                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2554                         end_pfn = max_low_pfn;
2555
2556                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2557                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2558                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2559                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2560         }
2561 }
2562
2563 /**
2564  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2565  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2566  *
2567  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2568  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2569  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2570  */
2571 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2572 {
2573         int i;
2574
2575         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2576                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2577                                 early_node_map[i].start_pfn,
2578                                 early_node_map[i].end_pfn);
2579 }
2580
2581 /**
2582  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2583  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2584  * @start_pfn: The start pfn of the node
2585  * @end_pfn: The end pfn of the node
2586  *
2587  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2588  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2589  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2590  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2591  * be used later.
2592  */
2593 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2594 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2595                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2596 {
2597         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2598                         nid, start_pfn, end_pfn);
2599
2600         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2601         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2602                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2603
2604         /* Update the boundaries */
2605         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2606                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2607         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2608                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2609 }
2610
2611 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2612 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2613                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2614 {
2615         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2616                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2617
2618         /* Return if boundary information has not been provided */
2619         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2620                 return;
2621
2622         /* Check the boundaries and update if necessary */
2623         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2624                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2625         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2626                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2627 }
2628 #else
2629 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2630                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2631
2632 static void __meminit account_node_boundary(unsigned int nid,
2633                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2634 #endif
2635
2636
2637 /**
2638  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2639  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2640  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2641  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2642  *
2643  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2644  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2645  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2646  * PFNs will be 0.
2647  */
2648 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2649                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2650 {
2651         int i;
2652         *start_pfn = -1UL;
2653         *end_pfn = 0;
2654
2655         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2656                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2657                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2658         }
2659
2660         if (*start_pfn == -1UL) {
2661                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2662                 *start_pfn = 0;
2663         }
2664
2665         /* Push the node boundaries out if requested */
2666         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2671  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2672  */
2673 static unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2674                                         unsigned long zone_type,
2675                                         unsigned long *ignored)
2676 {
2677         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2678         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2679
2680         /* Get the start and end of the node and zone */
2681         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2682         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2683         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2684
2685         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2686         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2687                 return 0;
2688
2689         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2690         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2691         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2692
2693         /* Return the spanned pages */
2694         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2695 }
2696
2697 /*
2698  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2699  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2700  */
2701 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2702                                 unsigned long range_start_pfn,
2703                                 unsigned long range_end_pfn)
2704 {
2705         int i = 0;
2706         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2707         unsigned long start_pfn;
2708
2709         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2710         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2711         if (i == -1)
2712                 return 0;
2713
2714         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2715         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2716                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2717
2718         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2719
2720         /* Find all holes for the zone within the node */
2721         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2722
2723                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2724                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2725                         break;
2726
2727                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2728                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2729                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2730
2731                 /* Update the hole size cound and move on */
2732                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2733                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2734                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2735                 }
2736                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2737         }
2738
2739         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2740         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2741                 hole_pages += range_end_pfn -
2742                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2743
2744         return hole_pages;
2745 }
2746
2747 /**
2748  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2749  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2750  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2751  *
2752  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2753  */
2754 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2755                                                         unsigned long end_pfn)
2756 {
2757         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2758 }
2759
2760 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2761 static unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2762                                         unsigned long zone_type,
2763                                         unsigned long *ignored)
2764 {
2765         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2766         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2767
2768         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2769         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2770                                                         node_start_pfn);
2771         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2772                                                         node_end_pfn);
2773
2774         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2775 }
2776
2777 #else
2778 static inline unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2779                                         unsigned long zone_type,
2780                                         unsigned long *zones_size)
2781 {
2782         return zones_size[zone_type];
2783 }
2784
2785 static inline unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2786                                                 unsigned long zone_type,
2787                                                 unsigned long *zholes_size)
2788 {
2789         if (!zholes_size)
2790                 return 0;
2791
2792         return zholes_size[zone_type];
2793 }
2794
2795 #endif
2796
2797 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2798                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2799 {
2800         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2801         enum zone_type i;
2802
2803         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2804                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2805                                                                 zones_size);
2806         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2807
2808         realtotalpages = totalpages;
2809         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2810                 realtotalpages -=
2811                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2812                                                                 zholes_size);
2813         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2814         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2815                                                         realtotalpages);
2816 }
2817
2818 /*
2819  * Set up the zone data structures:
2820  *   - mark all pages reserved
2821  *   - mark all memory queues empty
2822  *   - clear the memory bitmaps
2823  */
2824 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2825                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2826 {
2827         enum zone_type j;
2828         int nid = pgdat->node_id;
2829         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2830         int ret;
2831
2832         pgdat_resize_init(pgdat);
2833         pgdat->nr_zones = 0;
2834         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2835         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2836         
2837         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2838                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2839                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2840
2841                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2842                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2843                                                                 zholes_size);
2844
2845                 /*
2846                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2847                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2848                  * and per-cpu initialisations
2849                  */
2850                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2851                 if (realsize >= memmap_pages) {
2852                         realsize -= memmap_pages;
2853                         printk(KERN_DEBUG
2854                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2855                                 zone_names[j], memmap_pages);
2856                 } else
2857                         printk(KERN_WARNING
2858                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2859                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2860
2861                 /* Account for reserved pages */
2862                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2863                         realsize -= dma_reserve;
2864                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2865                                         zone_names[0], dma_reserve);
2866                 }
2867
2868                 if (!is_highmem_idx(j))
2869                         nr_kernel_pages += realsize;
2870                 nr_all_pages += realsize;
2871
2872                 zone->spanned_pages = size;
2873                 zone->present_pages = realsize;
2874 #ifdef CONFIG_NUMA
2875                 zone->node = nid;
2876                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2877                                                 / 100;
2878                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2879 #endif
2880                 zone->name = zone_names[j];
2881                 spin_lock_init(&zone->lock);
2882                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2883                 zone_seqlock_init(zone);
2884                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2885
2886                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2887
2888                 zone_pcp_init(zone);
2889                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2890                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2891                 zone->nr_scan_active = 0;
2892                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2893                 zap_zone_vm_stats(zone);
2894                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2895                 if (!size)
2896                         continue;
2897
2898                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2899                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2900                 BUG_ON(ret);
2901                 zone_start_pfn += size;
2902         }
2903 }
2904
2905 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2906 {
2907         /* Skip empty nodes */
2908         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2909                 return;
2910
2911 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2912         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2913         if (!pgdat->node_mem_map) {
2914                 unsigned long size, start, end;
2915                 struct page *map;
2916
2917                 /*
2918                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2919                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2920                  * for the buddy allocator to function correctly.
2921                  */
2922                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2923                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2924                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2925                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2926                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2927                 if (!map)
2928                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2929                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2930         }
2931 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2932         /*
2933          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2934          */
2935         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2936                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2937 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2938                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2939                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2940 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2941         }
2942 #endif
2943 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2944 }
2945
2946 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2947                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2948                 unsigned long *zholes_size)
2949 {
2950         pgdat->node_id = nid;
2951         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2952         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2953
2954         alloc_node_mem_map(pgdat);
2955
2956         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2957 }
2958
2959 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2960
2961 #if MAX_NUMNODES > 1
2962 /*
2963  * Figure out the number of possible node ids.
2964  */
2965 static void __init setup_nr_node_ids(void)
2966 {
2967         unsigned int node;
2968         unsigned int highest = 0;
2969
2970         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
2971                 highest = node;
2972         nr_node_ids = highest + 1;
2973 }
2974 #else
2975 static inline void setup_nr_node_ids(void)
2976 {
2977 }
2978 #endif
2979
2980 /**
2981  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2982  * @nid: The node ID the range resides on
2983  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2984  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2985  *
2986  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2987  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2988  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2989  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2990  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2991  */
2992 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2993                                                 unsigned long end_pfn)
2994 {
2995         int i;
2996
2997         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2998                           "%d entries of %d used\n",
2999                           nid, start_pfn, end_pfn,
3000                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
3001
3002         /* Merge with existing active regions if possible */
3003         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
3004                 if (early_node_map[i].nid != nid)
3005                         continue;
3006
3007                 /* Skip if an existing region covers this new one */
3008                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
3009                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3010                         return;
3011
3012                 /* Merge forward if suitable */
3013                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3014                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3015                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3016                         return;
3017                 }
3018
3019                 /* Merge backward if suitable */
3020                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3021                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3022                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3023                         return;
3024                 }
3025         }
3026
3027         /* Check that early_node_map is large enough */
3028         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3029                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3030                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3031                 return;
3032         }
3033
3034         early_node_map[i].nid = nid;
3035         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3036         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3037         nr_nodemap_entries = i + 1;
3038 }
3039
3040 /**
3041  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3042  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3043  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3044  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3045  *
3046  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3047  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3048  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3049  * an existing registered range.
3050  */
3051 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3052                                                 unsigned long new_end_pfn)
3053 {
3054         int i;
3055
3056         /* Find the old active region end and shrink */
3057         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3058                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3059                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3060                         break;
3061                 }
3062 }
3063
3064 /**
3065  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3066  *
3067  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3068  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3069  * all currently registered regions.
3070  */
3071 void __init remove_all_active_ranges(void)
3072 {
3073         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3074         nr_nodemap_entries = 0;
3075 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3076         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3077         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3078 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3079 }
3080
3081 /* Compare two active node_active_regions */
3082 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3083 {
3084         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3085         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3086
3087         /* Done this way to avoid overflows */
3088         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3089                 return 1;
3090         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3091                 return -1;
3092
3093         return 0;
3094 }
3095
3096 /* sort the node_map by start_pfn */
3097 static void __init sort_node_map(void)
3098 {
3099         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3100                         sizeof(struct node_active_region),
3101                         cmp_node_active_region, NULL);
3102 }
3103
3104 /* Find the lowest pfn for a node */
3105 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3106 {
3107         int i;
3108         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3109
3110         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3111         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3112                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3113
3114         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3115                 printk(KERN_WARNING
3116                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3117                 return 0;
3118         }
3119
3120         return min_pfn;
3121 }
3122
3123 /**
3124  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3125  *
3126  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3127  * add_active_range().
3128  */
3129 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3130 {
3131         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3132 }
3133
3134 /**
3135  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3136  *
3137  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3138  * add_active_range().
3139  */
3140 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3141 {
3142         int i;
3143         unsigned long max_pfn = 0;
3144
3145         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3146                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3147
3148         return max_pfn;
3149 }
3150
3151 /**
3152  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3153  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3154  *
3155  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3156  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3157  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3158  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3159  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3160  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3161  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3162  * at arch_max_dma_pfn.
3163  */
3164 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3165 {
3166         unsigned long nid;
3167         enum zone_type i;
3168
3169         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3170         sort_node_map();
3171
3172         /* Record where the zone boundaries are */
3173         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3174                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3175         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3176                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3177         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3178         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3179         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3180                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3181                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3182                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3183                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3184         }
3185
3186         /* Print out the zone ranges */
3187         printk("Zone PFN ranges:\n");
3188         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3189                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
3190                                 zone_names[i],
3191                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3192                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3193
3194         /* Print out the early_node_map[] */
3195         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3196         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3197                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
3198                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3199                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3200
3201         /* Initialise every node */
3202         setup_nr_node_ids();
3203         for_each_online_node(nid) {
3204                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3205                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3206                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3207         }
3208 }
3209 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3210
3211 /**
3212  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
3213  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
3214  *
3215  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
3216  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
3217  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
3218  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
3219  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
3220  * smaller per-cpu batchsize.
3221  */
3222 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
3223 {
3224         dma_reserve = new_dma_reserve;
3225 }
3226
3227 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3228 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
3229 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3230
3231 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3232 #endif
3233
3234 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3235 {
3236         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3237                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3238 }
3239
3240 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3241                                  unsigned long action, void *hcpu)
3242 {
3243         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3244
3245         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
3246                 local_irq_disable();
3247                 __drain_pages(cpu);
3248                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3249                 local_irq_enable();
3250                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3251         }
3252         return NOTIFY_OK;
3253 }
3254
3255 void __init page_alloc_init(void)
3256 {
3257         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3258 }
3259
3260 /*
3261  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3262  *      or min_free_kbytes changes.
3263  */
3264 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3265 {
3266         struct pglist_data *pgdat;
3267         unsigned long reserve_pages = 0;
3268         enum zone_type i, j;
3269
3270         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3271                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3272                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3273                         unsigned long max = 0;
3274
3275                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3276                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3277                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3278                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3279                         }
3280
3281                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3282                         max += zone->pages_high;
3283
3284                         if (max > zone->present_pages)
3285                                 max = zone->present_pages;
3286                         reserve_pages += max;
3287                 }
3288         }
3289         totalreserve_pages = reserve_pages;
3290 }
3291
3292 /*
3293  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3294  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3295  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3296  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3297  */
3298 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3299 {
3300         struct pglist_data *pgdat;
3301         enum zone_type j, idx;
3302
3303         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3304                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3305                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3306                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3307
3308                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3309
3310                         idx = j;
3311                         while (idx) {
3312                                 struct zone *lower_zone;
3313
3314                                 idx--;
3315
3316                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3317                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3318
3319                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3320                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3321                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3322                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3323                         }
3324                 }
3325         }
3326
3327         /* update totalreserve_pages */
3328         calculate_totalreserve_pages();
3329 }
3330
3331 /**
3332  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3333  *
3334  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3335  * with respect to min_free_kbytes.
3336  */
3337 void setup_per_zone_pages_min(void)
3338 {
3339         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3340         unsigned long lowmem_pages = 0;
3341         struct zone *zone;
3342         unsigned long flags;
3343
3344         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3345         for_each_zone(zone) {
3346                 if (!is_highmem(zone))
3347                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3348         }
3349
3350         for_each_zone(zone) {
3351                 u64 tmp;
3352
3353                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3354                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3355                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3356                 if (is_highmem(zone)) {
3357                         /*
3358                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3359                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3360                          * value here.
3361                          *
3362                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3363                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3364                          * not be capped for highmem.
3365                          */
3366                         int min_pages;
3367
3368                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3369                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3370                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3371                         if (min_pages > 128)
3372                                 min_pages = 128;
3373                         zone->pages_min = min_pages;
3374                 } else {
3375                         /*
3376                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3377                          * proportionate to the zone's size.
3378                          */
3379                         zone->pages_min = tmp;
3380                 }
3381
3382                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3383                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3384                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3385         }
3386
3387         /* update totalreserve_pages */
3388         calculate_totalreserve_pages();
3389 }
3390
3391 /*
3392  * Initialise min_free_kbytes.
3393  *
3394  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3395  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3396  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3397  *
3398  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3399  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3400  *
3401  * which yields
3402  *
3403  * 16MB:        512k
3404  * 32MB:        724k
3405  * 64MB:        1024k
3406  * 128MB:       1448k
3407  * 256MB:       2048k
3408  * 512MB:       2896k
3409  * 1024MB:      4096k
3410  * 2048MB:      5792k
3411  * 4096MB:      8192k
3412  * 8192MB:      11584k
3413  * 16384MB:     16384k
3414  */
3415 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3416 {
3417         unsigned long lowmem_kbytes;
3418
3419         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3420
3421         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3422         if (min_free_kbytes < 128)
3423                 min_free_kbytes = 128;
3424         if (min_free_kbytes > 65536)
3425                 min_free_kbytes = 65536;
3426         setup_per_zone_pages_min();
3427         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3428         return 0;
3429 }
3430 module_init(init_per_zone_pages_min)
3431
3432 /*
3433  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3434  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3435  *      changes.
3436  */
3437 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3438         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3439 {
3440         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3441         if (write)
3442                 setup_per_zone_pages_min();
3443         return 0;
3444 }
3445
3446 #ifdef CONFIG_NUMA
3447 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3448         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3449 {
3450         struct zone *zone;
3451         int rc;
3452
3453         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3454         if (rc)
3455                 return rc;
3456
3457         for_each_zone(zone)
3458                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3459                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3460         return 0;
3461 }
3462
3463 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3464         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3465 {
3466         struct zone *zone;
3467         int rc;
3468
3469         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3470         if (rc)
3471                 return rc;
3472
3473         for_each_zone(zone)
3474                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3475                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3476         return 0;
3477 }
3478 #endif
3479
3480 /*
3481  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3482  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3483  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3484  *
3485  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3486  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3487  * if in function of the boot time zone sizes.
3488  */
3489 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3490         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3491 {
3492         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3493         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3494         return 0;
3495 }
3496
3497 /*
3498  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3499  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3500  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3501  */
3502
3503 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3504         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3505 {
3506         struct zone *zone;
3507         unsigned int cpu;
3508         int ret;
3509
3510         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3511         if (!write || (ret == -EINVAL))
3512                 return ret;
3513         for_each_zone(zone) {
3514                 for_each_online_cpu(cpu) {
3515                         unsigned long  high;
3516                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3517                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3518                 }
3519         }
3520         return 0;
3521 }
3522
3523 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3524
3525 #ifdef CONFIG_NUMA
3526 static int __init set_hashdist(char *str)
3527 {
3528         if (!str)
3529                 return 0;
3530         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3531         return 1;
3532 }
3533 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3534 #endif
3535
3536 /*
3537  * allocate a large system hash table from bootmem
3538  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3539  *   quantity of entries
3540  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3541  */
3542 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3543                                      unsigned long bucketsize,
3544                                      unsigned long numentries,
3545                                      int scale,
3546                                      int flags,
3547                                      unsigned int *_hash_shift,
3548                                      unsigned int *_hash_mask,
3549                                      unsigned long limit)
3550 {
3551         unsigned long long max = limit;
3552         unsigned long log2qty, size;
3553         void *table = NULL;
3554
3555         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3556         if (!numentries) {
3557                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3558                 numentries = nr_kernel_pages;
3559                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3560                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3561                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3562
3563                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3564                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3565                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3566                 else
3567                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3568
3569                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3570                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3571                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3572         }
3573         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3574
3575         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3576         if (max == 0) {
3577                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3578                 do_div(max, bucketsize);
3579         }
3580
3581         if (numentries > max)
3582                 numentries = max;
3583
3584         log2qty = ilog2(numentries);
3585
3586         do {
3587                 size = bucketsize << log2qty;
3588                 if (flags & HASH_EARLY)
3589                         table = alloc_bootmem(size);
3590                 else if (hashdist)
3591                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3592                 else {
3593                         unsigned long order;
3594                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3595                                 ;
3596                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3597                         /*
3598                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
3599                          * some pages at the end of hash table.
3600                          */
3601                         if (table) {
3602                                 unsigned long alloc_end = (unsigned long)table +
3603                                                 (PAGE_SIZE << order);
3604                                 unsigned long used = (unsigned long)table +
3605                                                 PAGE_ALIGN(size);
3606                                 split_page(virt_to_page(table), order);
3607                                 while (used < alloc_end) {
3608                                         free_page(used);
3609                                         used += PAGE_SIZE;
3610                                 }
3611                         }
3612                 }
3613         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3614
3615         if (!table)
3616                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3617
3618         printk(KERN_INFO "%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3619                tablename,
3620                (1U << log2qty),
3621                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3622                size);
3623
3624         if (_hash_shift)
3625                 *_hash_shift = log2qty;
3626         if (_hash_mask)
3627                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3628
3629         return table;
3630 }
3631
3632 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3633 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3634 {
3635         return __pfn_to_page(pfn);
3636 }
3637 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3638 {
3639         return __page_to_pfn(page);
3640 }
3641 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3642 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3643 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3644
3645