fc241fe295abf21a9c015b66a21d0e1eb18ea7d8
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
77          256,
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32
84 #endif
85 };
86
87 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
88
89 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          "DMA",
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          "DMA32",
95 #endif
96          "Normal",
97 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
98          "HighMem"
99 #endif
100 };
101
102 int min_free_kbytes = 1024;
103
104 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
105 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
106 static unsigned long __initdata dma_reserve;
107
108 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
109   /*
110    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
111    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
112    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
113    * so the number of times add_active_range() can be called is
114    * related to the number of nodes and the number of holes
115    */
116   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
118     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119   #else
120     #if MAX_NUMNODES >= 32
121       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
122       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
123     #else
124       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
125       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
126     #endif
127   #endif
128
129   struct node_active_region __initdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
130   int __initdata nr_nodemap_entries;
131   unsigned long __initdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
132   unsigned long __initdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
133 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
134   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
135   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
136 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
137 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
138
139 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
140 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
141 {
142         int ret = 0;
143         unsigned seq;
144         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
145
146         do {
147                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
148                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
149                         ret = 1;
150                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
151                         ret = 1;
152         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
153
154         return ret;
155 }
156
157 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
158 {
159         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
160                 return 0;
161         if (zone != page_zone(page))
162                 return 0;
163
164         return 1;
165 }
166 /*
167  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
168  */
169 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
170 {
171         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
172                 return 1;
173         if (!page_is_consistent(zone, page))
174                 return 1;
175
176         return 0;
177 }
178 #else
179 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
180 {
181         return 0;
182 }
183 #endif
184
185 static void bad_page(struct page *page)
186 {
187         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
188                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
189                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
190                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
191                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
192                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
193                 page_mapcount(page), page_count(page));
194         dump_stack();
195         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
196                         1 << PG_private |
197                         1 << PG_locked  |
198                         1 << PG_active  |
199                         1 << PG_dirty   |
200                         1 << PG_reclaim |
201                         1 << PG_slab    |
202                         1 << PG_swapcache |
203                         1 << PG_writeback |
204                         1 << PG_buddy );
205         set_page_count(page, 0);
206         reset_page_mapcount(page);
207         page->mapping = NULL;
208         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
209 }
210
211 /*
212  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
213  *
214  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
215  *
216  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
217  *
218  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
219  * the head page (even the head page has this).
220  *
221  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
222  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
223  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
224  */
225
226 static void free_compound_page(struct page *page)
227 {
228         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
229 }
230
231 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
232 {
233         int i;
234         int nr_pages = 1 << order;
235
236         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
237         set_compound_order(page, order);
238         __SetPageCompound(page);
239         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
240                 struct page *p = page + i;
241
242                 __SetPageTail(p);
243                 __SetPageCompound(p);
244                 p->first_page = page;
245         }
246 }
247
248 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
249 {
250         int i;
251         int nr_pages = 1 << order;
252
253         if (unlikely(compound_order(page) != order))
254                 bad_page(page);
255
256         if (unlikely(!PageCompound(page)))
257                         bad_page(page);
258         __ClearPageCompound(page);
259         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
260                 struct page *p = page + i;
261
262                 if (unlikely(!PageCompound(p) | !PageTail(p) |
263                                 (p->first_page != page)))
264                         bad_page(page);
265                 __ClearPageTail(p);
266                 __ClearPageCompound(p);
267         }
268 }
269
270 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
271 {
272         int i;
273
274         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
275         /*
276          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
277          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
278          */
279         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
280         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
281                 clear_highpage(page + i);
282 }
283
284 /*
285  * function for dealing with page's order in buddy system.
286  * zone->lock is already acquired when we use these.
287  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
288  */
289 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
290 {
291         return page_private(page);
292 }
293
294 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
295 {
296         set_page_private(page, order);
297         __SetPageBuddy(page);
298 }
299
300 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
301 {
302         __ClearPageBuddy(page);
303         set_page_private(page, 0);
304 }
305
306 /*
307  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
308  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
309  *
310  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
311  * the following equation:
312  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
313  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
314  * 1 buddy is #10:
315  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
316  *
317  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
318  * satisfies the following equation:
319  *     P = B & ~(1 << O)
320  *
321  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
322  */
323 static inline struct page *
324 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
325 {
326         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
327
328         return page + (buddy_idx - page_idx);
329 }
330
331 static inline unsigned long
332 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
333 {
334         return (page_idx & ~(1 << order));
335 }
336
337 /*
338  * This function checks whether a page is free && is the buddy
339  * we can do coalesce a page and its buddy if
340  * (a) the buddy is not in a hole &&
341  * (b) the buddy is in the buddy system &&
342  * (c) a page and its buddy have the same order &&
343  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
344  *
345  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
346  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
347  *
348  * For recording page's order, we use page_private(page).
349  */
350 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
351                                                                 int order)
352 {
353         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
354                 return 0;
355
356         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
357                 return 0;
358
359         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
360                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
361                 return 1;
362         }
363         return 0;
364 }
365
366 /*
367  * Freeing function for a buddy system allocator.
368  *
369  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
370  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
371  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
372  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
373  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
374  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
375  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
376  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
377  * parts of the VM system.
378  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
379  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
380  * order is recorded in page_private(page) field.
381  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
382  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
383  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
384  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
385  * triggers coalescing into a block of larger size.            
386  *
387  * -- wli
388  */
389
390 static inline void __free_one_page(struct page *page,
391                 struct zone *zone, unsigned int order)
392 {
393         unsigned long page_idx;
394         int order_size = 1 << order;
395
396         if (unlikely(PageCompound(page)))
397                 destroy_compound_page(page, order);
398
399         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
400
401         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
402         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
403
404         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
405         while (order < MAX_ORDER-1) {
406                 unsigned long combined_idx;
407                 struct free_area *area;
408                 struct page *buddy;
409
410                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
411                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
412                         break;          /* Move the buddy up one level. */
413
414                 list_del(&buddy->lru);
415                 area = zone->free_area + order;
416                 area->nr_free--;
417                 rmv_page_order(buddy);
418                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
419                 page = page + (combined_idx - page_idx);
420                 page_idx = combined_idx;
421                 order++;
422         }
423         set_page_order(page, order);
424         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
425         zone->free_area[order].nr_free++;
426 }
427
428 static inline int free_pages_check(struct page *page)
429 {
430         if (unlikely(page_mapcount(page) |
431                 (page->mapping != NULL)  |
432                 (page_count(page) != 0)  |
433                 (page->flags & (
434                         1 << PG_lru     |
435                         1 << PG_private |
436                         1 << PG_locked  |
437                         1 << PG_active  |
438                         1 << PG_slab    |
439                         1 << PG_swapcache |
440                         1 << PG_writeback |
441                         1 << PG_reserved |
442                         1 << PG_buddy ))))
443                 bad_page(page);
444         /*
445          * PageReclaim == PageTail. It is only an error
446          * for PageReclaim to be set if PageCompound is clear.
447          */
448         if (unlikely(!PageCompound(page) && PageReclaim(page)))
449                 bad_page(page);
450         if (PageDirty(page))
451                 __ClearPageDirty(page);
452         /*
453          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
454          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
455          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
456          */
457         return PageReserved(page);
458 }
459
460 /*
461  * Frees a list of pages. 
462  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
463  * count is the number of pages to free.
464  *
465  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
466  * see if this freeing clears that state.
467  *
468  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
469  * pinned" detection logic.
470  */
471 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
472                                         struct list_head *list, int order)
473 {
474         spin_lock(&zone->lock);
475         zone->all_unreclaimable = 0;
476         zone->pages_scanned = 0;
477         while (count--) {
478                 struct page *page;
479
480                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
481                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
482                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
483                 list_del(&page->lru);
484                 __free_one_page(page, zone, order);
485         }
486         spin_unlock(&zone->lock);
487 }
488
489 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
490 {
491         spin_lock(&zone->lock);
492         zone->all_unreclaimable = 0;
493         zone->pages_scanned = 0;
494         __free_one_page(page, zone, order);
495         spin_unlock(&zone->lock);
496 }
497
498 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
499 {
500         unsigned long flags;
501         int i;
502         int reserved = 0;
503
504         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
505                 reserved += free_pages_check(page + i);
506         if (reserved)
507                 return;
508
509         if (!PageHighMem(page))
510                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
511         arch_free_page(page, order);
512         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
513
514         local_irq_save(flags);
515         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
516         free_one_page(page_zone(page), page, order);
517         local_irq_restore(flags);
518 }
519
520 /*
521  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
522  */
523 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
524 {
525         if (order == 0) {
526                 __ClearPageReserved(page);
527                 set_page_count(page, 0);
528                 set_page_refcounted(page);
529                 __free_page(page);
530         } else {
531                 int loop;
532
533                 prefetchw(page);
534                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
535                         struct page *p = &page[loop];
536
537                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
538                                 prefetchw(p + 1);
539                         __ClearPageReserved(p);
540                         set_page_count(p, 0);
541                 }
542
543                 set_page_refcounted(page);
544                 __free_pages(page, order);
545         }
546 }
547
548
549 /*
550  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
551  * Please do not alter this order without good reasons and regression
552  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
553  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
554  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
555  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
556  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
557  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
558  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
559  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
560  *
561  * -- wli
562  */
563 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
564         int low, int high, struct free_area *area)
565 {
566         unsigned long size = 1 << high;
567
568         while (high > low) {
569                 area--;
570                 high--;
571                 size >>= 1;
572                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
573                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
574                 area->nr_free++;
575                 set_page_order(&page[size], high);
576         }
577 }
578
579 /*
580  * This page is about to be returned from the page allocator
581  */
582 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
583 {
584         if (unlikely(page_mapcount(page) |
585                 (page->mapping != NULL)  |
586                 (page_count(page) != 0)  |
587                 (page->flags & (
588                         1 << PG_lru     |
589                         1 << PG_private |
590                         1 << PG_locked  |
591                         1 << PG_active  |
592                         1 << PG_dirty   |
593                         1 << PG_reclaim |
594                         1 << PG_slab    |
595                         1 << PG_swapcache |
596                         1 << PG_writeback |
597                         1 << PG_reserved |
598                         1 << PG_buddy ))))
599                 bad_page(page);
600
601         /*
602          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
603          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
604          */
605         if (PageReserved(page))
606                 return 1;
607
608         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
609                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
610                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
611         set_page_private(page, 0);
612         set_page_refcounted(page);
613
614         arch_alloc_page(page, order);
615         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
616
617         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
618                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
619
620         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
621                 prep_compound_page(page, order);
622
623         return 0;
624 }
625
626 /* 
627  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
628  * Call me with the zone->lock already held.
629  */
630 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
631 {
632         struct free_area * area;
633         unsigned int current_order;
634         struct page *page;
635
636         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
637                 area = zone->free_area + current_order;
638                 if (list_empty(&area->free_list))
639                         continue;
640
641                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
642                 list_del(&page->lru);
643                 rmv_page_order(page);
644                 area->nr_free--;
645                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
646                 expand(zone, page, order, current_order, area);
647                 return page;
648         }
649
650         return NULL;
651 }
652
653 /* 
654  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
655  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
656  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
657  */
658 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
659                         unsigned long count, struct list_head *list)
660 {
661         int i;
662         
663         spin_lock(&zone->lock);
664         for (i = 0; i < count; ++i) {
665                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
666                 if (unlikely(page == NULL))
667                         break;
668                 list_add_tail(&page->lru, list);
669         }
670         spin_unlock(&zone->lock);
671         return i;
672 }
673
674 #if MAX_NUMNODES > 1
675 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
676 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
677
678 /*
679  * Figure out the number of possible node ids.
680  */
681 static void __init setup_nr_node_ids(void)
682 {
683         unsigned int node;
684         unsigned int highest = 0;
685
686         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
687                 highest = node;
688         nr_node_ids = highest + 1;
689 }
690 #else
691 static void __init setup_nr_node_ids(void) {}
692 #endif
693
694 #ifdef CONFIG_NUMA
695 /*
696  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
697  * belongs to the currently executing processor.
698  * Note that this function must be called with the thread pinned to
699  * a single processor.
700  */
701 void drain_node_pages(int nodeid)
702 {
703         int i;
704         enum zone_type z;
705         unsigned long flags;
706
707         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
708                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
709                 struct per_cpu_pageset *pset;
710
711                 if (!populated_zone(zone))
712                         continue;
713
714                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
715                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
716                         struct per_cpu_pages *pcp;
717
718                         pcp = &pset->pcp[i];
719                         if (pcp->count) {
720                                 int to_drain;
721
722                                 local_irq_save(flags);
723                                 if (pcp->count >= pcp->batch)
724                                         to_drain = pcp->batch;
725                                 else
726                                         to_drain = pcp->count;
727                                 free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
728                                 pcp->count -= to_drain;
729                                 local_irq_restore(flags);
730                         }
731                 }
732         }
733 }
734 #endif
735
736 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
737 {
738         unsigned long flags;
739         struct zone *zone;
740         int i;
741
742         for_each_zone(zone) {
743                 struct per_cpu_pageset *pset;
744
745                 if (!populated_zone(zone))
746                         continue;
747
748                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
749                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
750                         struct per_cpu_pages *pcp;
751
752                         pcp = &pset->pcp[i];
753                         local_irq_save(flags);
754                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
755                         pcp->count = 0;
756                         local_irq_restore(flags);
757                 }
758         }
759 }
760
761 #ifdef CONFIG_PM
762
763 void mark_free_pages(struct zone *zone)
764 {
765         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
766         unsigned long flags;
767         int order;
768         struct list_head *curr;
769
770         if (!zone->spanned_pages)
771                 return;
772
773         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
774
775         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
776         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
777                 if (pfn_valid(pfn)) {
778                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
779
780                         if (!PageNosave(page))
781                                 ClearPageNosaveFree(page);
782                 }
783
784         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
785                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
786                         unsigned long i;
787
788                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
789                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
790                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(pfn + i));
791                 }
792
793         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
794 }
795
796 /*
797  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
798  */
799 void drain_local_pages(void)
800 {
801         unsigned long flags;
802
803         local_irq_save(flags);  
804         __drain_pages(smp_processor_id());
805         local_irq_restore(flags);       
806 }
807 #endif /* CONFIG_PM */
808
809 /*
810  * Free a 0-order page
811  */
812 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
813 {
814         struct zone *zone = page_zone(page);
815         struct per_cpu_pages *pcp;
816         unsigned long flags;
817
818         if (PageAnon(page))
819                 page->mapping = NULL;
820         if (free_pages_check(page))
821                 return;
822
823         if (!PageHighMem(page))
824                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
825         arch_free_page(page, 0);
826         kernel_map_pages(page, 1, 0);
827
828         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
829         local_irq_save(flags);
830         __count_vm_event(PGFREE);
831         list_add(&page->lru, &pcp->list);
832         pcp->count++;
833         if (pcp->count >= pcp->high) {
834                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
835                 pcp->count -= pcp->batch;
836         }
837         local_irq_restore(flags);
838         put_cpu();
839 }
840
841 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
842 {
843         free_hot_cold_page(page, 0);
844 }
845         
846 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
847 {
848         free_hot_cold_page(page, 1);
849 }
850
851 /*
852  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
853  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
854  * Each sub-page must be freed individually.
855  *
856  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
857  * Please consult with lkml before using this in your driver.
858  */
859 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
860 {
861         int i;
862
863         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
864         VM_BUG_ON(!page_count(page));
865         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
866                 set_page_refcounted(page + i);
867 }
868
869 /*
870  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
871  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
872  * or two.
873  */
874 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
875                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
876 {
877         unsigned long flags;
878         struct page *page;
879         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
880         int cpu;
881
882 again:
883         cpu  = get_cpu();
884         if (likely(order == 0)) {
885                 struct per_cpu_pages *pcp;
886
887                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
888                 local_irq_save(flags);
889                 if (!pcp->count) {
890                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
891                                                 pcp->batch, &pcp->list);
892                         if (unlikely(!pcp->count))
893                                 goto failed;
894                 }
895                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
896                 list_del(&page->lru);
897                 pcp->count--;
898         } else {
899                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
900                 page = __rmqueue(zone, order);
901                 spin_unlock(&zone->lock);
902                 if (!page)
903                         goto failed;
904         }
905
906         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
907         zone_statistics(zonelist, zone);
908         local_irq_restore(flags);
909         put_cpu();
910
911         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
912         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
913                 goto again;
914         return page;
915
916 failed:
917         local_irq_restore(flags);
918         put_cpu();
919         return NULL;
920 }
921
922 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
923 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
924 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
925 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
926 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
927 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
928 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
929
930 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
931
932 static struct fail_page_alloc_attr {
933         struct fault_attr attr;
934
935         u32 ignore_gfp_highmem;
936         u32 ignore_gfp_wait;
937
938 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
939
940         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
941         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
942
943 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
944
945 } fail_page_alloc = {
946         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
947         .ignore_gfp_wait = 1,
948         .ignore_gfp_highmem = 1,
949 };
950
951 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
952 {
953         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
954 }
955 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
956
957 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
958 {
959         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
960                 return 0;
961         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
962                 return 0;
963         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
964                 return 0;
965
966         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
967 }
968
969 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
970
971 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
972 {
973         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
974         struct dentry *dir;
975         int err;
976
977         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
978                                        "fail_page_alloc");
979         if (err)
980                 return err;
981         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
982
983         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
984                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
985                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
986
987         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
988                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
989                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
990
991         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
992                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
993                 err = -ENOMEM;
994                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
995                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
996                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
997         }
998
999         return err;
1000 }
1001
1002 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
1003
1004 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
1005
1006 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1007
1008 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1009 {
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
1014
1015 /*
1016  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
1017  * of the allocation.
1018  */
1019 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
1020                       int classzone_idx, int alloc_flags)
1021 {
1022         /* free_pages my go negative - that's OK */
1023         long min = mark;
1024         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
1025         int o;
1026
1027         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
1028                 min -= min / 2;
1029         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
1030                 min -= min / 4;
1031
1032         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1033                 return 0;
1034         for (o = 0; o < order; o++) {
1035                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1036                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1037
1038                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1039                 min >>= 1;
1040
1041                 if (free_pages <= min)
1042                         return 0;
1043         }
1044         return 1;
1045 }
1046
1047 #ifdef CONFIG_NUMA
1048 /*
1049  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1050  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1051  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1052  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1053  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1054  *
1055  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1056  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1057  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1058  *
1059  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1060  * nothing and returns NULL.
1061  *
1062  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1063  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1064  *
1065  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1066  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1067  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1068  * quickly as we can.
1069  */
1070 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1071 {
1072         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1073         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1074
1075         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1076         if (!zlc)
1077                 return NULL;
1078
1079         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1080                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1081                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1082         }
1083
1084         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1085                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1086                                         &node_online_map;
1087         return allowednodes;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1092  * if it is worth looking at further for free memory:
1093  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1094  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1095  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1096  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1097  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1098  * else return false (zero) if it is not.
1099  *
1100  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1101  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1102  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1103  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1104  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1105  * into the second scan of the zonelist.
1106  *
1107  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1108  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1109  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1110  * unturned looking for a free page.
1111  */
1112 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1113                                                 nodemask_t *allowednodes)
1114 {
1115         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1116         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1117         int n;                          /* node that zone *z is on */
1118
1119         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1120         if (!zlc)
1121                 return 1;
1122
1123         i = z - zonelist->zones;
1124         n = zlc->z_to_n[i];
1125
1126         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1127         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1132  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1133  * from that zone don't waste time re-examining it.
1134  */
1135 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1136 {
1137         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1138         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1139
1140         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1141         if (!zlc)
1142                 return;
1143
1144         i = z - zonelist->zones;
1145
1146         set_bit(i, zlc->fullzones);
1147 }
1148
1149 #else   /* CONFIG_NUMA */
1150
1151 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1152 {
1153         return NULL;
1154 }
1155
1156 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1157                                 nodemask_t *allowednodes)
1158 {
1159         return 1;
1160 }
1161
1162 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1163 {
1164 }
1165 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1166
1167 /*
1168  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1169  * a page.
1170  */
1171 static struct page *
1172 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1173                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1174 {
1175         struct zone **z;
1176         struct page *page = NULL;
1177         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1178         struct zone *zone;
1179         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1180         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1181         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1182
1183 zonelist_scan:
1184         /*
1185          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1186          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1187          */
1188         z = zonelist->zones;
1189
1190         do {
1191                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1192                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1193                                 continue;
1194                 zone = *z;
1195                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1196                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1197                                 break;
1198                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1199                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1200                                 goto try_next_zone;
1201
1202                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1203                         unsigned long mark;
1204                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1205                                 mark = zone->pages_min;
1206                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1207                                 mark = zone->pages_low;
1208                         else
1209                                 mark = zone->pages_high;
1210                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1211                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1212                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1213                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1214                                         goto this_zone_full;
1215                         }
1216                 }
1217
1218                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1219                 if (page)
1220                         break;
1221 this_zone_full:
1222                 if (NUMA_BUILD)
1223                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1224 try_next_zone:
1225                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1226                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1227                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1228                         zlc_active = 1;
1229                         did_zlc_setup = 1;
1230                 }
1231         } while (*(++z) != NULL);
1232
1233         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1234                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1235                 zlc_active = 0;
1236                 goto zonelist_scan;
1237         }
1238         return page;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1243  */
1244 struct page * fastcall
1245 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1246                 struct zonelist *zonelist)
1247 {
1248         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1249         struct zone **z;
1250         struct page *page;
1251         struct reclaim_state reclaim_state;
1252         struct task_struct *p = current;
1253         int do_retry;
1254         int alloc_flags;
1255         int did_some_progress;
1256
1257         might_sleep_if(wait);
1258
1259         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1260                 return NULL;
1261
1262 restart:
1263         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1264
1265         if (unlikely(*z == NULL)) {
1266                 /* Should this ever happen?? */
1267                 return NULL;
1268         }
1269
1270         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1271                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1272         if (page)
1273                 goto got_pg;
1274
1275         /*
1276          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1277          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1278          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1279          * using a larger set of nodes after it has established that the
1280          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1281          * over allocated.
1282          */
1283         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1284                 goto nopage;
1285
1286         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1287                 wakeup_kswapd(*z, order);
1288
1289         /*
1290          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1291          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1292          * to how we want to proceed.
1293          *
1294          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1295          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1296          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1297          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1298          */
1299         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1300         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1301                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1302         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1303                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1304         if (wait)
1305                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1306
1307         /*
1308          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1309          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1310          *
1311          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1312          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1313          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1314          */
1315         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1316         if (page)
1317                 goto got_pg;
1318
1319         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1320
1321 rebalance:
1322         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1323                         && !in_interrupt()) {
1324                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1325 nofail_alloc:
1326                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1327                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1328                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1329                         if (page)
1330                                 goto got_pg;
1331                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1332                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1333                                 goto nofail_alloc;
1334                         }
1335                 }
1336                 goto nopage;
1337         }
1338
1339         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1340         if (!wait)
1341                 goto nopage;
1342
1343         cond_resched();
1344
1345         /* We now go into synchronous reclaim */
1346         cpuset_memory_pressure_bump();
1347         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1348         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1349         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1350
1351         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1352
1353         p->reclaim_state = NULL;
1354         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1355
1356         cond_resched();
1357
1358         if (likely(did_some_progress)) {
1359                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1360                                                 zonelist, alloc_flags);
1361                 if (page)
1362                         goto got_pg;
1363         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1364                 /*
1365                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1366                  * very high watermark here, this is only to catch
1367                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1368                  * under heavy pressure.
1369                  */
1370                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1371                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1372                 if (page)
1373                         goto got_pg;
1374
1375                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1376                 goto restart;
1377         }
1378
1379         /*
1380          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1381          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1382          *
1383          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1384          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1385          */
1386         do_retry = 0;
1387         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1388                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1389                         do_retry = 1;
1390                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1391                         do_retry = 1;
1392         }
1393         if (do_retry) {
1394                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1395                 goto rebalance;
1396         }
1397
1398 nopage:
1399         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1400                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1401                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1402                         p->comm, order, gfp_mask);
1403                 dump_stack();
1404                 show_mem();
1405         }
1406 got_pg:
1407         return page;
1408 }
1409
1410 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1411
1412 /*
1413  * Common helper functions.
1414  */
1415 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1416 {
1417         struct page * page;
1418         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1419         if (!page)
1420                 return 0;
1421         return (unsigned long) page_address(page);
1422 }
1423
1424 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1425
1426 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1427 {
1428         struct page * page;
1429
1430         /*
1431          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1432          * a highmem page
1433          */
1434         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1435
1436         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1437         if (page)
1438                 return (unsigned long) page_address(page);
1439         return 0;
1440 }
1441
1442 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1443
1444 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1445 {
1446         int i = pagevec_count(pvec);
1447
1448         while (--i >= 0)
1449                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1450 }
1451
1452 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1453 {
1454         if (put_page_testzero(page)) {
1455                 if (order == 0)
1456                         free_hot_page(page);
1457                 else
1458                         __free_pages_ok(page, order);
1459         }
1460 }
1461
1462 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1463
1464 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1465 {
1466         if (addr != 0) {
1467                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1468                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1469         }
1470 }
1471
1472 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1473
1474 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1475 {
1476         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1477         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1478         unsigned int sum = 0;
1479
1480         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1481         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1482         struct zone *zone;
1483
1484         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1485                 unsigned long size = zone->present_pages;
1486                 unsigned long high = zone->pages_high;
1487                 if (size > high)
1488                         sum += size - high;
1489         }
1490
1491         return sum;
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1496  */
1497 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1498 {
1499         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1504  */
1505 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1506 {
1507         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1508 }
1509
1510 static inline void show_node(struct zone *zone)
1511 {
1512         if (NUMA_BUILD)
1513                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1514 }
1515
1516 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1517 {
1518         val->totalram = totalram_pages;
1519         val->sharedram = 0;
1520         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1521         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1522         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1523         val->freehigh = nr_free_highpages();
1524         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1525 }
1526
1527 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1528
1529 #ifdef CONFIG_NUMA
1530 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1531 {
1532         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1533
1534         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1535         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1536 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1537         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1538         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1539                         NR_FREE_PAGES);
1540 #else
1541         val->totalhigh = 0;
1542         val->freehigh = 0;
1543 #endif
1544         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1545 }
1546 #endif
1547
1548 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1549
1550 /*
1551  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1552  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1553  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1554  */
1555 void show_free_areas(void)
1556 {
1557         int cpu;
1558         struct zone *zone;
1559
1560         for_each_zone(zone) {
1561                 if (!populated_zone(zone))
1562                         continue;
1563
1564                 show_node(zone);
1565                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1566
1567                 for_each_online_cpu(cpu) {
1568                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1569
1570                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1571
1572                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1573                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1574                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1575                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1576                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1577                                pageset->pcp[1].count);
1578                 }
1579         }
1580
1581         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1582                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1583                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1584                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1585                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1586                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1587                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1588                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1589                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1590                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1591                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1592                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1593                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1594
1595         for_each_zone(zone) {
1596                 int i;
1597
1598                 if (!populated_zone(zone))
1599                         continue;
1600
1601                 show_node(zone);
1602                 printk("%s"
1603                         " free:%lukB"
1604                         " min:%lukB"
1605                         " low:%lukB"
1606                         " high:%lukB"
1607                         " active:%lukB"
1608                         " inactive:%lukB"
1609                         " present:%lukB"
1610                         " pages_scanned:%lu"
1611                         " all_unreclaimable? %s"
1612                         "\n",
1613                         zone->name,
1614                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1615                         K(zone->pages_min),
1616                         K(zone->pages_low),
1617                         K(zone->pages_high),
1618                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1619                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1620                         K(zone->present_pages),
1621                         zone->pages_scanned,
1622                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1623                         );
1624                 printk("lowmem_reserve[]:");
1625                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1626                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1627                 printk("\n");
1628         }
1629
1630         for_each_zone(zone) {
1631                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1632
1633                 if (!populated_zone(zone))
1634                         continue;
1635
1636                 show_node(zone);
1637                 printk("%s: ", zone->name);
1638
1639                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1640                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1641                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1642                         total += nr[order] << order;
1643                 }
1644                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1645                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1646                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1647                 printk("= %lukB\n", K(total));
1648         }
1649
1650         show_swap_cache_info();
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Builds allocation fallback zone lists.
1655  *
1656  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1657  */
1658 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1659                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1660 {
1661         struct zone *zone;
1662
1663         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1664         zone_type++;
1665
1666         do {
1667                 zone_type--;
1668                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1669                 if (populated_zone(zone)) {
1670                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1671                         check_highest_zone(zone_type);
1672                 }
1673
1674         } while (zone_type);
1675         return nr_zones;
1676 }
1677
1678 #ifdef CONFIG_NUMA
1679 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1680 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1681 /**
1682  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1683  * @node: node whose fallback list we're appending
1684  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1685  *
1686  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1687  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1688  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1689  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1690  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1691  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1692  * on them otherwise.
1693  * It returns -1 if no node is found.
1694  */
1695 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1696 {
1697         int n, val;
1698         int min_val = INT_MAX;
1699         int best_node = -1;
1700
1701         /* Use the local node if we haven't already */
1702         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1703                 node_set(node, *used_node_mask);
1704                 return node;
1705         }
1706
1707         for_each_online_node(n) {
1708                 cpumask_t tmp;
1709
1710                 /* Don't want a node to appear more than once */
1711                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1712                         continue;
1713
1714                 /* Use the distance array to find the distance */
1715                 val = node_distance(node, n);
1716
1717                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1718                 val += (n < node);
1719
1720                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1721                 tmp = node_to_cpumask(n);
1722                 if (!cpus_empty(tmp))
1723                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1724
1725                 /* Slight preference for less loaded node */
1726                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1727                 val += node_load[n];
1728
1729                 if (val < min_val) {
1730                         min_val = val;
1731                         best_node = n;
1732                 }
1733         }
1734
1735         if (best_node >= 0)
1736                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1737
1738         return best_node;
1739 }
1740
1741 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1742 {
1743         int j, node, local_node;
1744         enum zone_type i;
1745         int prev_node, load;
1746         struct zonelist *zonelist;
1747         nodemask_t used_mask;
1748
1749         /* initialize zonelists */
1750         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1751                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1752                 zonelist->zones[0] = NULL;
1753         }
1754
1755         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1756         local_node = pgdat->node_id;
1757         load = num_online_nodes();
1758         prev_node = local_node;
1759         nodes_clear(used_mask);
1760         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1761                 int distance = node_distance(local_node, node);
1762
1763                 /*
1764                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1765                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1766                  */
1767                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1768                         zone_reclaim_mode = 1;
1769
1770                 /*
1771                  * We don't want to pressure a particular node.
1772                  * So adding penalty to the first node in same
1773                  * distance group to make it round-robin.
1774                  */
1775
1776                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1777                         node_load[node] += load;
1778                 prev_node = node;
1779                 load--;
1780                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1781                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1782                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1783
1784                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1785                         zonelist->zones[j] = NULL;
1786                 }
1787         }
1788 }
1789
1790 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1791 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1792 {
1793         int i;
1794
1795         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1796                 struct zonelist *zonelist;
1797                 struct zonelist_cache *zlc;
1798                 struct zone **z;
1799
1800                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1801                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1802                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1803                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1804                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1805         }
1806 }
1807
1808 #else   /* CONFIG_NUMA */
1809
1810 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1811 {
1812         int node, local_node;
1813         enum zone_type i,j;
1814
1815         local_node = pgdat->node_id;
1816         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1817                 struct zonelist *zonelist;
1818
1819                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1820
1821                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1822                 /*
1823                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1824                  * of all the other nodes.
1825                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1826                  * building the zones for node N, we make sure that the
1827                  * zones coming right after the local ones are those from
1828                  * node N+1 (modulo N)
1829                  */
1830                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1831                         if (!node_online(node))
1832                                 continue;
1833                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1834                 }
1835                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1836                         if (!node_online(node))
1837                                 continue;
1838                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1839                 }
1840
1841                 zonelist->zones[j] = NULL;
1842         }
1843 }
1844
1845 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
1846 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1847 {
1848         int i;
1849
1850         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1851                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
1852 }
1853
1854 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1855
1856 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1857 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1858 {
1859         int nid;
1860
1861         for_each_online_node(nid) {
1862                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1863                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
1864         }
1865         return 0;
1866 }
1867
1868 void __meminit build_all_zonelists(void)
1869 {
1870         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1871                 __build_all_zonelists(NULL);
1872                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1873         } else {
1874                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1875                    of zonelist */
1876                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1877                 /* cpuset refresh routine should be here */
1878         }
1879         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1880         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1881                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1882 }
1883
1884 /*
1885  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1886  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1887  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1888  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1889  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1890  * conservative, even though it seems large.
1891  *
1892  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1893  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1894  */
1895 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1896
1897 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1898 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1899 {
1900         unsigned long size = 1;
1901
1902         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1903
1904         while (size < pages)
1905                 size <<= 1;
1906
1907         /*
1908          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1909          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1910          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1911          */
1912         size = min(size, 4096UL);
1913
1914         return max(size, 4UL);
1915 }
1916 #else
1917 /*
1918  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1919  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1920  *
1921  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1922  *
1923  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1924  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1925  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1926  *
1927  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1928  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1929  *
1930  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1931  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1932  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1933  */
1934 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1935 {
1936         return 4096UL;
1937 }
1938 #endif
1939
1940 /*
1941  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1942  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1943  * hash function before the remainder is taken.
1944  */
1945 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1946 {
1947         return ffz(~size);
1948 }
1949
1950 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1951
1952 /*
1953  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1954  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1955  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1956  */
1957 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1958                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
1959 {
1960         struct page *page;
1961         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1962         unsigned long pfn;
1963
1964         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1965                 /*
1966                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
1967                  * handed to this function.  They do not
1968                  * exist on hotplugged memory.
1969                  */
1970                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
1971                         if (!early_pfn_valid(pfn))
1972                                 continue;
1973                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1974                                 continue;
1975                 }
1976                 page = pfn_to_page(pfn);
1977                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1978                 init_page_count(page);
1979                 reset_page_mapcount(page);
1980                 SetPageReserved(page);
1981                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1982 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1983                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1984                 if (!is_highmem_idx(zone))
1985                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1986 #endif
1987         }
1988 }
1989
1990 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1991                                 unsigned long size)
1992 {
1993         int order;
1994         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1995                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1996                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1997         }
1998 }
1999
2000 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2001 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2002         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2003 #endif
2004
2005 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2006 {
2007         int batch;
2008
2009         /*
2010          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2011          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2012          *
2013          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2014          */
2015         batch = zone->present_pages / 1024;
2016         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2017                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2018         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2019         if (batch < 1)
2020                 batch = 1;
2021
2022         /*
2023          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2024          * of 2 value was found to be more likely to have
2025          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2026          *
2027          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2028          * batches of pages, one task can end up with a lot
2029          * of pages of one half of the possible page colors
2030          * and the other with pages of the other colors.
2031          */
2032         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2033
2034         return batch;
2035 }
2036
2037 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2038 {
2039         struct per_cpu_pages *pcp;
2040
2041         memset(p, 0, sizeof(*p));
2042
2043         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2044         pcp->count = 0;
2045         pcp->high = 6 * batch;
2046         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2047         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2048
2049         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2050         pcp->count = 0;
2051         pcp->high = 2 * batch;
2052         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2053         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2054 }
2055
2056 /*
2057  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2058  * to the value high for the pageset p.
2059  */
2060
2061 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2062                                 unsigned long high)
2063 {
2064         struct per_cpu_pages *pcp;
2065
2066         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2067         pcp->high = high;
2068         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2069         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2070                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2071 }
2072
2073
2074 #ifdef CONFIG_NUMA
2075 /*
2076  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2077  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2078  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2079  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2080  * with interrupts disabled.
2081  *
2082  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2083  *
2084  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2085  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2086  * hotplugged processors.
2087  *
2088  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2089  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2090  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2091  */
2092 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2093
2094 /*
2095  * Dynamically allocate memory for the
2096  * per cpu pageset array in struct zone.
2097  */
2098 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2099 {
2100         struct zone *zone, *dzone;
2101
2102         for_each_zone(zone) {
2103
2104                 if (!populated_zone(zone))
2105                         continue;
2106
2107                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2108                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2109                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2110                         goto bad;
2111
2112                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2113
2114                 if (percpu_pagelist_fraction)
2115                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2116                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2117         }
2118
2119         return 0;
2120 bad:
2121         for_each_zone(dzone) {
2122                 if (dzone == zone)
2123                         break;
2124                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2125                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2126         }
2127         return -ENOMEM;
2128 }
2129
2130 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2131 {
2132         struct zone *zone;
2133
2134         for_each_zone(zone) {
2135                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2136
2137                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2138                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2139                         kfree(pset);
2140                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2141         }
2142 }
2143
2144 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2145                 unsigned long action,
2146                 void *hcpu)
2147 {
2148         int cpu = (long)hcpu;
2149         int ret = NOTIFY_OK;
2150
2151         switch (action) {
2152         case CPU_UP_PREPARE:
2153                 if (process_zones(cpu))
2154                         ret = NOTIFY_BAD;
2155                 break;
2156         case CPU_UP_CANCELED:
2157         case CPU_DEAD:
2158                 free_zone_pagesets(cpu);
2159                 break;
2160         default:
2161                 break;
2162         }
2163         return ret;
2164 }
2165
2166 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2167         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2168
2169 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2170 {
2171         int err;
2172
2173         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2174          * A cpuup callback will do this for every cpu
2175          * as it comes online
2176          */
2177         err = process_zones(smp_processor_id());
2178         BUG_ON(err);
2179         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2180 }
2181
2182 #endif
2183
2184 static __meminit
2185 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2186 {
2187         int i;
2188         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2189         size_t alloc_size;
2190
2191         /*
2192          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2193          * per zone.
2194          */
2195         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2196                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2197         zone->wait_table_bits =
2198                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2199         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2200                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2201
2202         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2203                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2204                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2205         } else {
2206                 /*
2207                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2208                  * via memory hot-add.
2209                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2210                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2211                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2212                  * node itself as well.
2213                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2214                  * necessary.
2215                  */
2216                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2217         }
2218         if (!zone->wait_table)
2219                 return -ENOMEM;
2220
2221         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2222                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2223
2224         return 0;
2225 }
2226
2227 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2228 {
2229         int cpu;
2230         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2231
2232         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2233 #ifdef CONFIG_NUMA
2234                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2235                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2236                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2237 #else
2238                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2239 #endif
2240         }
2241         if (zone->present_pages)
2242                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2243                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2244 }
2245
2246 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2247                                         unsigned long zone_start_pfn,
2248                                         unsigned long size,
2249                                         enum memmap_context context)
2250 {
2251         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2252         int ret;
2253         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2254         if (ret)
2255                 return ret;
2256         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2257
2258         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2259
2260         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2261
2262         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2263
2264         return 0;
2265 }
2266
2267 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2268 /*
2269  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2270  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2271  */
2272 static int __init first_active_region_index_in_nid(int nid)
2273 {
2274         int i;
2275
2276         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2277                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2278                         return i;
2279
2280         return -1;
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2285  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2286  */
2287 static int __init next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2288 {
2289         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2290                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2291                         return index;
2292
2293         return -1;
2294 }
2295
2296 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2297 /*
2298  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2299  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2300  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2301  * alternative
2302  */
2303 int __init early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2304 {
2305         int i;
2306
2307         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2308                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2309                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2310
2311                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2312                         return early_node_map[i].nid;
2313         }
2314
2315         return 0;
2316 }
2317 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2318
2319 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2320 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2321         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2322                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2323
2324 /**
2325  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2326  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2327  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2328  *
2329  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2330  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2331  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2332  */
2333 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2334                                                 unsigned long max_low_pfn)
2335 {
2336         int i;
2337
2338         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2339                 unsigned long size_pages = 0;
2340                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2341
2342                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2343                         continue;
2344
2345                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2346                         end_pfn = max_low_pfn;
2347
2348                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2349                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2350                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2351                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2352         }
2353 }
2354
2355 /**
2356  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2357  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2358  *
2359  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2360  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2361  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2362  */
2363 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2364 {
2365         int i;
2366
2367         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2368                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2369                                 early_node_map[i].start_pfn,
2370                                 early_node_map[i].end_pfn);
2371 }
2372
2373 /**
2374  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2375  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2376  * @start_pfn: The start pfn of the node
2377  * @end_pfn: The end pfn of the node
2378  *
2379  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2380  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2381  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2382  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2383  * be used later.
2384  */
2385 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2386 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2387                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2388 {
2389         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2390                         nid, start_pfn, end_pfn);
2391
2392         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2393         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2394                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2395
2396         /* Update the boundaries */
2397         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2398                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2399         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2400                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2401 }
2402
2403 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2404 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2405                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2406 {
2407         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2408                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2409
2410         /* Return if boundary information has not been provided */
2411         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2412                 return;
2413
2414         /* Check the boundaries and update if necessary */
2415         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2416                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2417         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2418                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2419 }
2420 #else
2421 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2422                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2423
2424 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2425                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2426 #endif
2427
2428
2429 /**
2430  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2431  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2432  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2433  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2434  *
2435  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2436  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2437  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2438  * PFNs will be 0.
2439  */
2440 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2441                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2442 {
2443         int i;
2444         *start_pfn = -1UL;
2445         *end_pfn = 0;
2446
2447         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2448                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2449                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2450         }
2451
2452         if (*start_pfn == -1UL) {
2453                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2454                 *start_pfn = 0;
2455         }
2456
2457         /* Push the node boundaries out if requested */
2458         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2463  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2464  */
2465 unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2466                                         unsigned long zone_type,
2467                                         unsigned long *ignored)
2468 {
2469         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2470         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2471
2472         /* Get the start and end of the node and zone */
2473         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2474         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2475         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2476
2477         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2478         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2479                 return 0;
2480
2481         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2482         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2483         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2484
2485         /* Return the spanned pages */
2486         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2491  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2492  */
2493 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
2494                                 unsigned long range_start_pfn,
2495                                 unsigned long range_end_pfn)
2496 {
2497         int i = 0;
2498         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2499         unsigned long start_pfn;
2500
2501         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2502         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2503         if (i == -1)
2504                 return 0;
2505
2506         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2507         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2508                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2509
2510         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2511
2512         /* Find all holes for the zone within the node */
2513         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2514
2515                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2516                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2517                         break;
2518
2519                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2520                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2521                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2522
2523                 /* Update the hole size cound and move on */
2524                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2525                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2526                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2527                 }
2528                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2529         }
2530
2531         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2532         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2533                 hole_pages += range_end_pfn -
2534                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2535
2536         return hole_pages;
2537 }
2538
2539 /**
2540  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2541  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2542  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2543  *
2544  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2545  */
2546 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2547                                                         unsigned long end_pfn)
2548 {
2549         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2550 }
2551
2552 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2553 unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
2554                                         unsigned long zone_type,
2555                                         unsigned long *ignored)
2556 {
2557         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2558         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2559
2560         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2561         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2562                                                         node_start_pfn);
2563         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2564                                                         node_end_pfn);
2565
2566         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2567 }
2568
2569 #else
2570 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2571                                         unsigned long zone_type,
2572                                         unsigned long *zones_size)
2573 {
2574         return zones_size[zone_type];
2575 }
2576
2577 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2578                                                 unsigned long zone_type,
2579                                                 unsigned long *zholes_size)
2580 {
2581         if (!zholes_size)
2582                 return 0;
2583
2584         return zholes_size[zone_type];
2585 }
2586
2587 #endif
2588
2589 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2590                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2591 {
2592         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2593         enum zone_type i;
2594
2595         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2596                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2597                                                                 zones_size);
2598         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2599
2600         realtotalpages = totalpages;
2601         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2602                 realtotalpages -=
2603                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2604                                                                 zholes_size);
2605         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2606         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2607                                                         realtotalpages);
2608 }
2609
2610 /*
2611  * Set up the zone data structures:
2612  *   - mark all pages reserved
2613  *   - mark all memory queues empty
2614  *   - clear the memory bitmaps
2615  */
2616 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2617                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2618 {
2619         enum zone_type j;
2620         int nid = pgdat->node_id;
2621         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2622         int ret;
2623
2624         pgdat_resize_init(pgdat);
2625         pgdat->nr_zones = 0;
2626         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2627         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2628         
2629         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2630                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2631                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2632
2633                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2634                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2635                                                                 zholes_size);
2636
2637                 /*
2638                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2639                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2640                  * and per-cpu initialisations
2641                  */
2642                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2643                 if (realsize >= memmap_pages) {
2644                         realsize -= memmap_pages;
2645                         printk(KERN_DEBUG
2646                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2647                                 zone_names[j], memmap_pages);
2648                 } else
2649                         printk(KERN_WARNING
2650                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2651                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2652
2653                 /* Account for reserved pages */
2654                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2655                         realsize -= dma_reserve;
2656                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2657                                         zone_names[0], dma_reserve);
2658                 }
2659
2660                 if (!is_highmem_idx(j))
2661                         nr_kernel_pages += realsize;
2662                 nr_all_pages += realsize;
2663
2664                 zone->spanned_pages = size;
2665                 zone->present_pages = realsize;
2666 #ifdef CONFIG_NUMA
2667                 zone->node = nid;
2668                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2669                                                 / 100;
2670                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2671 #endif
2672                 zone->name = zone_names[j];
2673                 spin_lock_init(&zone->lock);
2674                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2675                 zone_seqlock_init(zone);
2676                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2677
2678                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2679
2680                 zone_pcp_init(zone);
2681                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2682                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2683                 zone->nr_scan_active = 0;
2684                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2685                 zap_zone_vm_stats(zone);
2686                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2687                 if (!size)
2688                         continue;
2689
2690                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2691                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2692                 BUG_ON(ret);
2693                 zone_start_pfn += size;
2694         }
2695 }
2696
2697 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2698 {
2699         /* Skip empty nodes */
2700         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2701                 return;
2702
2703 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2704         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2705         if (!pgdat->node_mem_map) {
2706                 unsigned long size, start, end;
2707                 struct page *map;
2708
2709                 /*
2710                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2711                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2712                  * for the buddy allocator to function correctly.
2713                  */
2714                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2715                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2716                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2717                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2718                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2719                 if (!map)
2720                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2721                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2722         }
2723 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2724         /*
2725          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2726          */
2727         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2728                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2729 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2730                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2731                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2732 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2733         }
2734 #endif
2735 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2736 }
2737
2738 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2739                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2740                 unsigned long *zholes_size)
2741 {
2742         pgdat->node_id = nid;
2743         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2744         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2745
2746         alloc_node_mem_map(pgdat);
2747
2748         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2749 }
2750
2751 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2752 /**
2753  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2754  * @nid: The node ID the range resides on
2755  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2756  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2757  *
2758  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2759  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2760  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2761  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2762  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2763  */
2764 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2765                                                 unsigned long end_pfn)
2766 {
2767         int i;
2768
2769         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2770                           "%d entries of %d used\n",
2771                           nid, start_pfn, end_pfn,
2772                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2773
2774         /* Merge with existing active regions if possible */
2775         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2776                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2777                         continue;
2778
2779                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2780                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2781                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2782                         return;
2783
2784                 /* Merge forward if suitable */
2785                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2786                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2787                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2788                         return;
2789                 }
2790
2791                 /* Merge backward if suitable */
2792                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2793                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2794                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2795                         return;
2796                 }
2797         }
2798
2799         /* Check that early_node_map is large enough */
2800         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2801                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2802                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2803                 return;
2804         }
2805
2806         early_node_map[i].nid = nid;
2807         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2808         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2809         nr_nodemap_entries = i + 1;
2810 }
2811
2812 /**
2813  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2814  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2815  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2816  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2817  *
2818  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2819  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2820  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2821  * an existing registered range.
2822  */
2823 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2824                                                 unsigned long new_end_pfn)
2825 {
2826         int i;
2827
2828         /* Find the old active region end and shrink */
2829         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2830                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2831                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2832                         break;
2833                 }
2834 }
2835
2836 /**
2837  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2838  *
2839  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2840  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2841  * all currently registered regions.
2842  */
2843 void __init remove_all_active_ranges(void)
2844 {
2845         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2846         nr_nodemap_entries = 0;
2847 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2848         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2849         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2850 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2851 }
2852
2853 /* Compare two active node_active_regions */
2854 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2855 {
2856         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2857         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2858
2859         /* Done this way to avoid overflows */
2860         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2861                 return 1;
2862         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2863                 return -1;
2864
2865         return 0;
2866 }
2867
2868 /* sort the node_map by start_pfn */
2869 static void __init sort_node_map(void)
2870 {
2871         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2872                         sizeof(struct node_active_region),
2873                         cmp_node_active_region, NULL);
2874 }
2875
2876 /* Find the lowest pfn for a node */
2877 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2878 {
2879         int i;
2880         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
2881
2882         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2883         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2884                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2885
2886         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
2887                 printk(KERN_WARNING
2888                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2889                 return 0;
2890         }
2891
2892         return min_pfn;
2893 }
2894
2895 /**
2896  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2897  *
2898  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2899  * add_active_range().
2900  */
2901 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2902 {
2903         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2904 }
2905
2906 /**
2907  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2908  *
2909  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2910  * add_active_range().
2911  */
2912 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2913 {
2914         int i;
2915         unsigned long max_pfn = 0;
2916
2917         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2918                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2919
2920         return max_pfn;
2921 }
2922
2923 /**
2924  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2925  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2926  *
2927  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2928  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2929  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2930  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2931  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2932  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2933  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2934  * at arch_max_dma_pfn.
2935  */
2936 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2937 {
2938         unsigned long nid;
2939         enum zone_type i;
2940
2941         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
2942         sort_node_map();
2943
2944         /* Record where the zone boundaries are */
2945         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2946                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2947         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2948                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2949         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2950         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2951         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2952                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2953                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2954                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2955                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2956         }
2957
2958         /* Print out the zone ranges */
2959         printk("Zone PFN ranges:\n");
2960         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2961                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2962                                 zone_names[i],
2963                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2964                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2965
2966         /* Print out the early_node_map[] */
2967         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2968         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2969                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2970                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2971                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2972
2973         /* Initialise every node */
2974         setup_nr_node_ids();
2975         for_each_online_node(nid) {
2976                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2977                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2978                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2979         }
2980 }
2981 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2982
2983 /**
2984  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2985  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2986  *
2987  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2988  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2989  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2990  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2991  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2992  * smaller per-cpu batchsize.
2993  */
2994 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2995 {
2996         dma_reserve = new_dma_reserve;
2997 }
2998
2999 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3000 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
3001 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3002
3003 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3004 #endif
3005
3006 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3007 {
3008         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3009                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3010 }
3011
3012 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3013                                  unsigned long action, void *hcpu)
3014 {
3015         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3016
3017         if (action == CPU_DEAD) {
3018                 local_irq_disable();
3019                 __drain_pages(cpu);
3020                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3021                 local_irq_enable();
3022                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3023         }
3024         return NOTIFY_OK;
3025 }
3026
3027 void __init page_alloc_init(void)
3028 {
3029         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3030 }
3031
3032 /*
3033  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3034  *      or min_free_kbytes changes.
3035  */
3036 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3037 {
3038         struct pglist_data *pgdat;
3039         unsigned long reserve_pages = 0;
3040         enum zone_type i, j;
3041
3042         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3043                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3044                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3045                         unsigned long max = 0;
3046
3047                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3048                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3049                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3050                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3051                         }
3052
3053                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3054                         max += zone->pages_high;
3055
3056                         if (max > zone->present_pages)
3057                                 max = zone->present_pages;
3058                         reserve_pages += max;
3059                 }
3060         }
3061         totalreserve_pages = reserve_pages;
3062 }
3063
3064 /*
3065  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3066  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3067  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3068  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3069  */
3070 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3071 {
3072         struct pglist_data *pgdat;
3073         enum zone_type j, idx;
3074
3075         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3076                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3077                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3078                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3079
3080                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3081
3082                         idx = j;
3083                         while (idx) {
3084                                 struct zone *lower_zone;
3085
3086                                 idx--;
3087
3088                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3089                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3090
3091                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3092                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3093                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3094                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3095                         }
3096                 }
3097         }
3098
3099         /* update totalreserve_pages */
3100         calculate_totalreserve_pages();
3101 }
3102
3103 /**
3104  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3105  *
3106  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3107  * with respect to min_free_kbytes.
3108  */
3109 void setup_per_zone_pages_min(void)
3110 {
3111         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3112         unsigned long lowmem_pages = 0;
3113         struct zone *zone;
3114         unsigned long flags;
3115
3116         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3117         for_each_zone(zone) {
3118                 if (!is_highmem(zone))
3119                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3120         }
3121
3122         for_each_zone(zone) {
3123                 u64 tmp;
3124
3125                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3126                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3127                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3128                 if (is_highmem(zone)) {
3129                         /*
3130                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3131                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3132                          * value here.
3133                          *
3134                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3135                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3136                          * not be capped for highmem.
3137                          */
3138                         int min_pages;
3139
3140                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3141                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3142                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3143                         if (min_pages > 128)
3144                                 min_pages = 128;
3145                         zone->pages_min = min_pages;
3146                 } else {
3147                         /*
3148                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3149                          * proportionate to the zone's size.
3150                          */
3151                         zone->pages_min = tmp;
3152                 }
3153
3154                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3155                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3156                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3157         }
3158
3159         /* update totalreserve_pages */
3160         calculate_totalreserve_pages();
3161 }
3162
3163 /*
3164  * Initialise min_free_kbytes.
3165  *
3166  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3167  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3168  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3169  *
3170  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3171  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3172  *
3173  * which yields
3174  *
3175  * 16MB:        512k
3176  * 32MB:        724k
3177  * 64MB:        1024k
3178  * 128MB:       1448k
3179  * 256MB:       2048k
3180  * 512MB:       2896k
3181  * 1024MB:      4096k
3182  * 2048MB:      5792k
3183  * 4096MB:      8192k
3184  * 8192MB:      11584k
3185  * 16384MB:     16384k
3186  */
3187 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3188 {
3189         unsigned long lowmem_kbytes;
3190
3191         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3192
3193         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3194         if (min_free_kbytes < 128)
3195                 min_free_kbytes = 128;
3196         if (min_free_kbytes > 65536)
3197                 min_free_kbytes = 65536;
3198         setup_per_zone_pages_min();
3199         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3200         return 0;
3201 }
3202 module_init(init_per_zone_pages_min)
3203
3204 /*
3205  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3206  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3207  *      changes.
3208  */
3209 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3210         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3211 {
3212         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3213         if (write)
3214                 setup_per_zone_pages_min();
3215         return 0;
3216 }
3217
3218 #ifdef CONFIG_NUMA
3219 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3220         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3221 {
3222         struct zone *zone;
3223         int rc;
3224
3225         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3226         if (rc)
3227                 return rc;
3228
3229         for_each_zone(zone)
3230                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3231                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3232         return 0;
3233 }
3234
3235 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3236         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3237 {
3238         struct zone *zone;
3239         int rc;
3240
3241         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3242         if (rc)
3243                 return rc;
3244
3245         for_each_zone(zone)
3246                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3247                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3248         return 0;
3249 }
3250 #endif
3251
3252 /*
3253  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3254  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3255  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3256  *
3257  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3258  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3259  * if in function of the boot time zone sizes.
3260  */
3261 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3262         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3263 {
3264         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3265         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3266         return 0;
3267 }
3268
3269 /*
3270  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3271  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3272  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3273  */
3274
3275 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3276         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3277 {
3278         struct zone *zone;
3279         unsigned int cpu;
3280         int ret;
3281
3282         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3283         if (!write || (ret == -EINVAL))
3284                 return ret;
3285         for_each_zone(zone) {
3286                 for_each_online_cpu(cpu) {
3287                         unsigned long  high;
3288                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3289                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3290                 }
3291         }
3292         return 0;
3293 }
3294
3295 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3296
3297 #ifdef CONFIG_NUMA
3298 static int __init set_hashdist(char *str)
3299 {
3300         if (!str)
3301                 return 0;
3302         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3303         return 1;
3304 }
3305 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3306 #endif
3307
3308 /*
3309  * allocate a large system hash table from bootmem
3310  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3311  *   quantity of entries
3312  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3313  */
3314 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3315                                      unsigned long bucketsize,
3316                                      unsigned long numentries,
3317                                      int scale,
3318                                      int flags,
3319                                      unsigned int *_hash_shift,
3320                                      unsigned int *_hash_mask,
3321                                      unsigned long limit)
3322 {
3323         unsigned long long max = limit;
3324         unsigned long log2qty, size;
3325         void *table = NULL;
3326
3327         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3328         if (!numentries) {
3329                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3330                 numentries = nr_kernel_pages;
3331                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3332                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3333                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3334
3335                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3336                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3337                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3338                 else
3339                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3340
3341                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3342                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3343                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3344         }
3345         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3346
3347         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3348         if (max == 0) {
3349                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3350                 do_div(max, bucketsize);
3351         }
3352
3353         if (numentries > max)
3354                 numentries = max;
3355
3356         log2qty = ilog2(numentries);
3357
3358         do {
3359                 size = bucketsize << log2qty;
3360                 if (flags & HASH_EARLY)
3361                         table = alloc_bootmem(size);
3362                 else if (hashdist)
3363                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3364                 else {
3365                         unsigned long order;
3366                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3367                                 ;
3368