fc5b5442e9421efc9044eed23e3a188fffe5cce7
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76          256,
77 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
78          256,
79 #endif
80 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
81          32
82 #endif
83 };
84
85 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
86
87 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
88          "DMA",
89 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
90          "DMA32",
91 #endif
92          "Normal",
93 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
94          "HighMem"
95 #endif
96 };
97
98 int min_free_kbytes = 1024;
99
100 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
101 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
102 static unsigned long __initdata dma_reserve;
103
104 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
105   /*
106    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
107    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
108    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
109    * so the number of times add_active_range() can be called is
110    * related to the number of nodes and the number of holes
111    */
112   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
113     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
114     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
115   #else
116     #if MAX_NUMNODES >= 32
117       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
118       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
119     #else
120       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
121       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
122     #endif
123   #endif
124
125   struct node_active_region __initdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
126   int __initdata nr_nodemap_entries;
127   unsigned long __initdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
128   unsigned long __initdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
129 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
130   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
131   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
132 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
133 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
134
135 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
136 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
137 {
138         int ret = 0;
139         unsigned seq;
140         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
141
142         do {
143                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
144                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
145                         ret = 1;
146                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
147                         ret = 1;
148         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
149
150         return ret;
151 }
152
153 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
154 {
155 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
156         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
157                 return 0;
158 #endif
159         if (zone != page_zone(page))
160                 return 0;
161
162         return 1;
163 }
164 /*
165  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
166  */
167 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
168 {
169         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
170                 return 1;
171         if (!page_is_consistent(zone, page))
172                 return 1;
173
174         return 0;
175 }
176 #else
177 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
178 {
179         return 0;
180 }
181 #endif
182
183 static void bad_page(struct page *page)
184 {
185         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
186                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
187                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
188                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
189                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
190                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
191                 page_mapcount(page), page_count(page));
192         dump_stack();
193         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
194                         1 << PG_private |
195                         1 << PG_locked  |
196                         1 << PG_active  |
197                         1 << PG_dirty   |
198                         1 << PG_reclaim |
199                         1 << PG_slab    |
200                         1 << PG_swapcache |
201                         1 << PG_writeback |
202                         1 << PG_buddy );
203         set_page_count(page, 0);
204         reset_page_mapcount(page);
205         page->mapping = NULL;
206         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
207 }
208
209 /*
210  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
211  *
212  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
213  *
214  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
215  *
216  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
217  * the head page (even the head page has this).
218  *
219  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
220  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
221  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
222  */
223
224 static void free_compound_page(struct page *page)
225 {
226         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
227 }
228
229 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
230 {
231         int i;
232         int nr_pages = 1 << order;
233
234         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
235         page[1].lru.prev = (void *)order;
236         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
237                 struct page *p = page + i;
238
239                 __SetPageCompound(p);
240                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
241         }
242 }
243
244 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
245 {
246         int i;
247         int nr_pages = 1 << order;
248
249         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
250                 bad_page(page);
251
252         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
253                 struct page *p = page + i;
254
255                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
256                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
257                         bad_page(page);
258                 __ClearPageCompound(p);
259         }
260 }
261
262 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
263 {
264         int i;
265
266         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
267         /*
268          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
269          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
270          */
271         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
272         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
273                 clear_highpage(page + i);
274 }
275
276 /*
277  * function for dealing with page's order in buddy system.
278  * zone->lock is already acquired when we use these.
279  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
280  */
281 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
282 {
283         return page_private(page);
284 }
285
286 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
287 {
288         set_page_private(page, order);
289         __SetPageBuddy(page);
290 }
291
292 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
293 {
294         __ClearPageBuddy(page);
295         set_page_private(page, 0);
296 }
297
298 /*
299  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
300  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
301  *
302  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
303  * the following equation:
304  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
305  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
306  * 1 buddy is #10:
307  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
308  *
309  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
310  * satisfies the following equation:
311  *     P = B & ~(1 << O)
312  *
313  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
314  */
315 static inline struct page *
316 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
317 {
318         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
319
320         return page + (buddy_idx - page_idx);
321 }
322
323 static inline unsigned long
324 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
325 {
326         return (page_idx & ~(1 << order));
327 }
328
329 /*
330  * This function checks whether a page is free && is the buddy
331  * we can do coalesce a page and its buddy if
332  * (a) the buddy is not in a hole &&
333  * (b) the buddy is in the buddy system &&
334  * (c) a page and its buddy have the same order &&
335  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
336  *
337  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
338  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
339  *
340  * For recording page's order, we use page_private(page).
341  */
342 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
343                                                                 int order)
344 {
345 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
346         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
347                 return 0;
348 #endif
349
350         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
351                 return 0;
352
353         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
354                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
355                 return 1;
356         }
357         return 0;
358 }
359
360 /*
361  * Freeing function for a buddy system allocator.
362  *
363  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
364  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
365  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
366  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
367  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
368  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
369  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
370  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
371  * parts of the VM system.
372  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
373  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
374  * order is recorded in page_private(page) field.
375  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
376  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
377  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
378  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
379  * triggers coalescing into a block of larger size.            
380  *
381  * -- wli
382  */
383
384 static inline void __free_one_page(struct page *page,
385                 struct zone *zone, unsigned int order)
386 {
387         unsigned long page_idx;
388         int order_size = 1 << order;
389
390         if (unlikely(PageCompound(page)))
391                 destroy_compound_page(page, order);
392
393         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
394
395         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
396         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
397
398         zone->free_pages += order_size;
399         while (order < MAX_ORDER-1) {
400                 unsigned long combined_idx;
401                 struct free_area *area;
402                 struct page *buddy;
403
404                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
405                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
406                         break;          /* Move the buddy up one level. */
407
408                 list_del(&buddy->lru);
409                 area = zone->free_area + order;
410                 area->nr_free--;
411                 rmv_page_order(buddy);
412                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
413                 page = page + (combined_idx - page_idx);
414                 page_idx = combined_idx;
415                 order++;
416         }
417         set_page_order(page, order);
418         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
419         zone->free_area[order].nr_free++;
420 }
421
422 static inline int free_pages_check(struct page *page)
423 {
424         if (unlikely(page_mapcount(page) |
425                 (page->mapping != NULL)  |
426                 (page_count(page) != 0)  |
427                 (page->flags & (
428                         1 << PG_lru     |
429                         1 << PG_private |
430                         1 << PG_locked  |
431                         1 << PG_active  |
432                         1 << PG_reclaim |
433                         1 << PG_slab    |
434                         1 << PG_swapcache |
435                         1 << PG_writeback |
436                         1 << PG_reserved |
437                         1 << PG_buddy ))))
438                 bad_page(page);
439         if (PageDirty(page))
440                 __ClearPageDirty(page);
441         /*
442          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
443          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
444          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
445          */
446         return PageReserved(page);
447 }
448
449 /*
450  * Frees a list of pages. 
451  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
452  * count is the number of pages to free.
453  *
454  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
455  * see if this freeing clears that state.
456  *
457  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
458  * pinned" detection logic.
459  */
460 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
461                                         struct list_head *list, int order)
462 {
463         spin_lock(&zone->lock);
464         zone->all_unreclaimable = 0;
465         zone->pages_scanned = 0;
466         while (count--) {
467                 struct page *page;
468
469                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
470                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
471                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
472                 list_del(&page->lru);
473                 __free_one_page(page, zone, order);
474         }
475         spin_unlock(&zone->lock);
476 }
477
478 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
479 {
480         spin_lock(&zone->lock);
481         zone->all_unreclaimable = 0;
482         zone->pages_scanned = 0;
483         __free_one_page(page, zone, order);
484         spin_unlock(&zone->lock);
485 }
486
487 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
488 {
489         unsigned long flags;
490         int i;
491         int reserved = 0;
492
493         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
494                 reserved += free_pages_check(page + i);
495         if (reserved)
496                 return;
497
498         if (!PageHighMem(page))
499                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
500         arch_free_page(page, order);
501         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
502
503         local_irq_save(flags);
504         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
505         free_one_page(page_zone(page), page, order);
506         local_irq_restore(flags);
507 }
508
509 /*
510  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
511  */
512 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
513 {
514         if (order == 0) {
515                 __ClearPageReserved(page);
516                 set_page_count(page, 0);
517                 set_page_refcounted(page);
518                 __free_page(page);
519         } else {
520                 int loop;
521
522                 prefetchw(page);
523                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
524                         struct page *p = &page[loop];
525
526                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
527                                 prefetchw(p + 1);
528                         __ClearPageReserved(p);
529                         set_page_count(p, 0);
530                 }
531
532                 set_page_refcounted(page);
533                 __free_pages(page, order);
534         }
535 }
536
537
538 /*
539  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
540  * Please do not alter this order without good reasons and regression
541  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
542  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
543  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
544  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
545  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
546  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
547  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
548  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
549  *
550  * -- wli
551  */
552 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
553         int low, int high, struct free_area *area)
554 {
555         unsigned long size = 1 << high;
556
557         while (high > low) {
558                 area--;
559                 high--;
560                 size >>= 1;
561                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
562                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
563                 area->nr_free++;
564                 set_page_order(&page[size], high);
565         }
566 }
567
568 /*
569  * This page is about to be returned from the page allocator
570  */
571 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
572 {
573         if (unlikely(page_mapcount(page) |
574                 (page->mapping != NULL)  |
575                 (page_count(page) != 0)  |
576                 (page->flags & (
577                         1 << PG_lru     |
578                         1 << PG_private |
579                         1 << PG_locked  |
580                         1 << PG_active  |
581                         1 << PG_dirty   |
582                         1 << PG_reclaim |
583                         1 << PG_slab    |
584                         1 << PG_swapcache |
585                         1 << PG_writeback |
586                         1 << PG_reserved |
587                         1 << PG_buddy ))))
588                 bad_page(page);
589
590         /*
591          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
592          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
593          */
594         if (PageReserved(page))
595                 return 1;
596
597         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
598                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
599                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
600         set_page_private(page, 0);
601         set_page_refcounted(page);
602
603         arch_alloc_page(page, order);
604         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
605
606         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
607                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
608
609         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
610                 prep_compound_page(page, order);
611
612         return 0;
613 }
614
615 /* 
616  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
617  * Call me with the zone->lock already held.
618  */
619 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
620 {
621         struct free_area * area;
622         unsigned int current_order;
623         struct page *page;
624
625         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
626                 area = zone->free_area + current_order;
627                 if (list_empty(&area->free_list))
628                         continue;
629
630                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
631                 list_del(&page->lru);
632                 rmv_page_order(page);
633                 area->nr_free--;
634                 zone->free_pages -= 1UL << order;
635                 expand(zone, page, order, current_order, area);
636                 return page;
637         }
638
639         return NULL;
640 }
641
642 /* 
643  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
644  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
645  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
646  */
647 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
648                         unsigned long count, struct list_head *list)
649 {
650         int i;
651         
652         spin_lock(&zone->lock);
653         for (i = 0; i < count; ++i) {
654                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
655                 if (unlikely(page == NULL))
656                         break;
657                 list_add_tail(&page->lru, list);
658         }
659         spin_unlock(&zone->lock);
660         return i;
661 }
662
663 #ifdef CONFIG_NUMA
664 /*
665  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
666  * belongs to the currently executing processor.
667  * Note that this function must be called with the thread pinned to
668  * a single processor.
669  */
670 void drain_node_pages(int nodeid)
671 {
672         int i;
673         enum zone_type z;
674         unsigned long flags;
675
676         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
677                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
678                 struct per_cpu_pageset *pset;
679
680                 if (!populated_zone(zone))
681                         continue;
682
683                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
684                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
685                         struct per_cpu_pages *pcp;
686
687                         pcp = &pset->pcp[i];
688                         if (pcp->count) {
689                                 int to_drain;
690
691                                 local_irq_save(flags);
692                                 if (pcp->count >= pcp->batch)
693                                         to_drain = pcp->batch;
694                                 else
695                                         to_drain = pcp->count;
696                                 free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
697                                 pcp->count -= to_drain;
698                                 local_irq_restore(flags);
699                         }
700                 }
701         }
702 }
703 #endif
704
705 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
706 {
707         unsigned long flags;
708         struct zone *zone;
709         int i;
710
711         for_each_zone(zone) {
712                 struct per_cpu_pageset *pset;
713
714                 if (!populated_zone(zone))
715                         continue;
716
717                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
718                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
719                         struct per_cpu_pages *pcp;
720
721                         pcp = &pset->pcp[i];
722                         local_irq_save(flags);
723                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
724                         pcp->count = 0;
725                         local_irq_restore(flags);
726                 }
727         }
728 }
729
730 #ifdef CONFIG_PM
731
732 void mark_free_pages(struct zone *zone)
733 {
734         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
735         unsigned long flags;
736         int order;
737         struct list_head *curr;
738
739         if (!zone->spanned_pages)
740                 return;
741
742         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
743
744         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
745         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
746                 if (pfn_valid(pfn)) {
747                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
748
749                         if (!PageNosave(page))
750                                 ClearPageNosaveFree(page);
751                 }
752
753         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
754                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
755                         unsigned long i;
756
757                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
758                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
759                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(pfn + i));
760                 }
761
762         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
763 }
764
765 /*
766  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
767  */
768 void drain_local_pages(void)
769 {
770         unsigned long flags;
771
772         local_irq_save(flags);  
773         __drain_pages(smp_processor_id());
774         local_irq_restore(flags);       
775 }
776 #endif /* CONFIG_PM */
777
778 /*
779  * Free a 0-order page
780  */
781 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
782 {
783         struct zone *zone = page_zone(page);
784         struct per_cpu_pages *pcp;
785         unsigned long flags;
786
787         if (PageAnon(page))
788                 page->mapping = NULL;
789         if (free_pages_check(page))
790                 return;
791
792         if (!PageHighMem(page))
793                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
794         arch_free_page(page, 0);
795         kernel_map_pages(page, 1, 0);
796
797         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
798         local_irq_save(flags);
799         __count_vm_event(PGFREE);
800         list_add(&page->lru, &pcp->list);
801         pcp->count++;
802         if (pcp->count >= pcp->high) {
803                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
804                 pcp->count -= pcp->batch;
805         }
806         local_irq_restore(flags);
807         put_cpu();
808 }
809
810 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
811 {
812         free_hot_cold_page(page, 0);
813 }
814         
815 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
816 {
817         free_hot_cold_page(page, 1);
818 }
819
820 /*
821  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
822  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
823  * Each sub-page must be freed individually.
824  *
825  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
826  * Please consult with lkml before using this in your driver.
827  */
828 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
829 {
830         int i;
831
832         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
833         VM_BUG_ON(!page_count(page));
834         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
835                 set_page_refcounted(page + i);
836 }
837
838 /*
839  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
840  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
841  * or two.
842  */
843 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
844                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
845 {
846         unsigned long flags;
847         struct page *page;
848         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
849         int cpu;
850
851 again:
852         cpu  = get_cpu();
853         if (likely(order == 0)) {
854                 struct per_cpu_pages *pcp;
855
856                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
857                 local_irq_save(flags);
858                 if (!pcp->count) {
859                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
860                                                 pcp->batch, &pcp->list);
861                         if (unlikely(!pcp->count))
862                                 goto failed;
863                 }
864                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
865                 list_del(&page->lru);
866                 pcp->count--;
867         } else {
868                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
869                 page = __rmqueue(zone, order);
870                 spin_unlock(&zone->lock);
871                 if (!page)
872                         goto failed;
873         }
874
875         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
876         zone_statistics(zonelist, zone);
877         local_irq_restore(flags);
878         put_cpu();
879
880         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
881         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
882                 goto again;
883         return page;
884
885 failed:
886         local_irq_restore(flags);
887         put_cpu();
888         return NULL;
889 }
890
891 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
892 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
893 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
894 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
895 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
896 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
897 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
898
899 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
900
901 static struct fail_page_alloc_attr {
902         struct fault_attr attr;
903
904         u32 ignore_gfp_highmem;
905         u32 ignore_gfp_wait;
906
907 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
908
909         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
910         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
911
912 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
913
914 } fail_page_alloc = {
915         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
916         .ignore_gfp_wait = 1,
917         .ignore_gfp_highmem = 1,
918 };
919
920 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
921 {
922         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
923 }
924 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
925
926 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
927 {
928         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
929                 return 0;
930         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
931                 return 0;
932         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
933                 return 0;
934
935         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
936 }
937
938 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
939
940 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
941 {
942         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
943         struct dentry *dir;
944         int err;
945
946         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
947                                        "fail_page_alloc");
948         if (err)
949                 return err;
950         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
951
952         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
953                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
954                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
955
956         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
957                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
958                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
959
960         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
961                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
962                 err = -ENOMEM;
963                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
964                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
965                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
966         }
967
968         return err;
969 }
970
971 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
972
973 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
974
975 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
976
977 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
978 {
979         return 0;
980 }
981
982 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
983
984 /*
985  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
986  * of the allocation.
987  */
988 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
989                       int classzone_idx, int alloc_flags)
990 {
991         /* free_pages my go negative - that's OK */
992         unsigned long min = mark;
993         long free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
994         int o;
995
996         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
997                 min -= min / 2;
998         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
999                 min -= min / 4;
1000
1001         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
1002                 return 0;
1003         for (o = 0; o < order; o++) {
1004                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1005                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1006
1007                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1008                 min >>= 1;
1009
1010                 if (free_pages <= min)
1011                         return 0;
1012         }
1013         return 1;
1014 }
1015
1016 #ifdef CONFIG_NUMA
1017 /*
1018  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1019  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1020  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1021  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1022  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1023  *
1024  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1025  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1026  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1027  *
1028  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1029  * nothing and returns NULL.
1030  *
1031  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1032  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1033  *
1034  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1035  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1036  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1037  * quickly as we can.
1038  */
1039 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1040 {
1041         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1042         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1043
1044         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1045         if (!zlc)
1046                 return NULL;
1047
1048         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1049                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1050                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1051         }
1052
1053         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1054                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1055                                         &node_online_map;
1056         return allowednodes;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1061  * if it is worth looking at further for free memory:
1062  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1063  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1064  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1065  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1066  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1067  * else return false (zero) if it is not.
1068  *
1069  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1070  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1071  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1072  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1073  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1074  * into the second scan of the zonelist.
1075  *
1076  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1077  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1078  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1079  * unturned looking for a free page.
1080  */
1081 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1082                                                 nodemask_t *allowednodes)
1083 {
1084         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1085         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1086         int n;                          /* node that zone *z is on */
1087
1088         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1089         if (!zlc)
1090                 return 1;
1091
1092         i = z - zonelist->zones;
1093         n = zlc->z_to_n[i];
1094
1095         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1096         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1101  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1102  * from that zone don't waste time re-examining it.
1103  */
1104 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1105 {
1106         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1107         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1108
1109         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1110         if (!zlc)
1111                 return;
1112
1113         i = z - zonelist->zones;
1114
1115         set_bit(i, zlc->fullzones);
1116 }
1117
1118 #else   /* CONFIG_NUMA */
1119
1120 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1121 {
1122         return NULL;
1123 }
1124
1125 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1126                                 nodemask_t *allowednodes)
1127 {
1128         return 1;
1129 }
1130
1131 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1132 {
1133 }
1134 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1135
1136 /*
1137  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1138  * a page.
1139  */
1140 static struct page *
1141 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1142                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1143 {
1144         struct zone **z;
1145         struct page *page = NULL;
1146         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1147         struct zone *zone;
1148         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1149         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1150         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1151
1152 zonelist_scan:
1153         /*
1154          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1155          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1156          */
1157         z = zonelist->zones;
1158
1159         do {
1160                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1161                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1162                                 continue;
1163                 zone = *z;
1164                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1165                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1166                                 break;
1167                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1168                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1169                                 goto try_next_zone;
1170
1171                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1172                         unsigned long mark;
1173                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1174                                 mark = zone->pages_min;
1175                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1176                                 mark = zone->pages_low;
1177                         else
1178                                 mark = zone->pages_high;
1179                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1180                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1181                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1182                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1183                                         goto this_zone_full;
1184                         }
1185                 }
1186
1187                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1188                 if (page)
1189                         break;
1190 this_zone_full:
1191                 if (NUMA_BUILD)
1192                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1193 try_next_zone:
1194                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1195                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1196                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1197                         zlc_active = 1;
1198                         did_zlc_setup = 1;
1199                 }
1200         } while (*(++z) != NULL);
1201
1202         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1203                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1204                 zlc_active = 0;
1205                 goto zonelist_scan;
1206         }
1207         return page;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1212  */
1213 struct page * fastcall
1214 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1215                 struct zonelist *zonelist)
1216 {
1217         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1218         struct zone **z;
1219         struct page *page;
1220         struct reclaim_state reclaim_state;
1221         struct task_struct *p = current;
1222         int do_retry;
1223         int alloc_flags;
1224         int did_some_progress;
1225
1226         might_sleep_if(wait);
1227
1228         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1229                 return NULL;
1230
1231 restart:
1232         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1233
1234         if (unlikely(*z == NULL)) {
1235                 /* Should this ever happen?? */
1236                 return NULL;
1237         }
1238
1239         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1240                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1241         if (page)
1242                 goto got_pg;
1243
1244         /*
1245          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1246          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1247          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1248          * using a larger set of nodes after it has established that the
1249          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1250          * over allocated.
1251          */
1252         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1253                 goto nopage;
1254
1255         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1256                 wakeup_kswapd(*z, order);
1257
1258         /*
1259          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1260          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1261          * to how we want to proceed.
1262          *
1263          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1264          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1265          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1266          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1267          */
1268         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1269         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1270                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1271         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1272                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1273         if (wait)
1274                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1275
1276         /*
1277          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1278          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1279          *
1280          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1281          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1282          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1283          */
1284         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1285         if (page)
1286                 goto got_pg;
1287
1288         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1289
1290 rebalance:
1291         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1292                         && !in_interrupt()) {
1293                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1294 nofail_alloc:
1295                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1296                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1297                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1298                         if (page)
1299                                 goto got_pg;
1300                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1301                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1302                                 goto nofail_alloc;
1303                         }
1304                 }
1305                 goto nopage;
1306         }
1307
1308         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1309         if (!wait)
1310                 goto nopage;
1311
1312         cond_resched();
1313
1314         /* We now go into synchronous reclaim */
1315         cpuset_memory_pressure_bump();
1316         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1317         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1318         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1319
1320         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1321
1322         p->reclaim_state = NULL;
1323         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1324
1325         cond_resched();
1326
1327         if (likely(did_some_progress)) {
1328                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1329                                                 zonelist, alloc_flags);
1330                 if (page)
1331                         goto got_pg;
1332         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1333                 /*
1334                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1335                  * very high watermark here, this is only to catch
1336                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1337                  * under heavy pressure.
1338                  */
1339                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1340                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1341                 if (page)
1342                         goto got_pg;
1343
1344                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1345                 goto restart;
1346         }
1347
1348         /*
1349          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1350          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1351          *
1352          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1353          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1354          */
1355         do_retry = 0;
1356         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1357                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1358                         do_retry = 1;
1359                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1360                         do_retry = 1;
1361         }
1362         if (do_retry) {
1363                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1364                 goto rebalance;
1365         }
1366
1367 nopage:
1368         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1369                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1370                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1371                         p->comm, order, gfp_mask);
1372                 dump_stack();
1373                 show_mem();
1374         }
1375 got_pg:
1376         return page;
1377 }
1378
1379 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1380
1381 /*
1382  * Common helper functions.
1383  */
1384 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1385 {
1386         struct page * page;
1387         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1388         if (!page)
1389                 return 0;
1390         return (unsigned long) page_address(page);
1391 }
1392
1393 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1394
1395 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1396 {
1397         struct page * page;
1398
1399         /*
1400          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1401          * a highmem page
1402          */
1403         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1404
1405         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1406         if (page)
1407                 return (unsigned long) page_address(page);
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1412
1413 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1414 {
1415         int i = pagevec_count(pvec);
1416
1417         while (--i >= 0)
1418                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1419 }
1420
1421 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1422 {
1423         if (put_page_testzero(page)) {
1424                 if (order == 0)
1425                         free_hot_page(page);
1426                 else
1427                         __free_pages_ok(page, order);
1428         }
1429 }
1430
1431 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1432
1433 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1434 {
1435         if (addr != 0) {
1436                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1437                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1438         }
1439 }
1440
1441 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1442
1443 /*
1444  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1445  */
1446 unsigned int nr_free_pages(void)
1447 {
1448         unsigned int sum = 0;
1449         struct zone *zone;
1450
1451         for_each_zone(zone)
1452                 sum += zone->free_pages;
1453
1454         return sum;
1455 }
1456
1457 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1458
1459 #ifdef CONFIG_NUMA
1460 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1461 {
1462         unsigned int sum = 0;
1463         enum zone_type i;
1464
1465         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1466                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1467
1468         return sum;
1469 }
1470 #endif
1471
1472 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1473 {
1474         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1475         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1476         unsigned int sum = 0;
1477
1478         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1479         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1480         struct zone *zone;
1481
1482         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1483                 unsigned long size = zone->present_pages;
1484                 unsigned long high = zone->pages_high;
1485                 if (size > high)
1486                         sum += size - high;
1487         }
1488
1489         return sum;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1494  */
1495 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1496 {
1497         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1502  */
1503 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1504 {
1505         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1506 }
1507
1508 static inline void show_node(struct zone *zone)
1509 {
1510         if (NUMA_BUILD)
1511                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1512 }
1513
1514 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1515 {
1516         val->totalram = totalram_pages;
1517         val->sharedram = 0;
1518         val->freeram = nr_free_pages();
1519         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1520         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1521         val->freehigh = nr_free_highpages();
1522         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1523 }
1524
1525 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1526
1527 #ifdef CONFIG_NUMA
1528 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1529 {
1530         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1531
1532         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1533         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1534 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1535         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1536         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1537 #else
1538         val->totalhigh = 0;
1539         val->freehigh = 0;
1540 #endif
1541         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1542 }
1543 #endif
1544
1545 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1546
1547 /*
1548  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1549  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1550  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1551  */
1552 void show_free_areas(void)
1553 {
1554         int cpu;
1555         unsigned long active;
1556         unsigned long inactive;
1557         unsigned long free;
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         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1582
1583         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1584                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1585                 active,
1586                 inactive,
1587                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1588                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1589                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1590                 nr_free_pages(),
1591                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1592                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1593                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1594                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1595
1596         for_each_zone(zone) {
1597                 int i;
1598
1599                 if (!populated_zone(zone))
1600                         continue;
1601
1602                 show_node(zone);
1603                 printk("%s"
1604                         " free:%lukB"
1605                         " min:%lukB"
1606                         " low:%lukB"
1607                         " high:%lukB"
1608                         " active:%lukB"
1609                         " inactive:%lukB"
1610                         " present:%lukB"
1611                         " pages_scanned:%lu"
1612                         " all_unreclaimable? %s"
1613                         "\n",
1614                         zone->name,
1615                         K(zone->free_pages),
1616                         K(zone->pages_min),
1617                         K(zone->pages_low),
1618                         K(zone->pages_high),
1619                         K(zone->nr_active),
1620                         K(zone->nr_inactive),
1621                         K(zone->present_pages),
1622                         zone->pages_scanned,
1623                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1624                         );
1625                 printk("lowmem_reserve[]:");
1626                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1627                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1628                 printk("\n");
1629         }
1630
1631         for_each_zone(zone) {
1632                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1633
1634                 if (!populated_zone(zone))
1635                         continue;
1636
1637                 show_node(zone);
1638                 printk("%s: ", zone->name);
1639
1640                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1641                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1642                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1643                         total += nr[order] << order;
1644                 }
1645                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1646                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1647                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1648                 printk("= %lukB\n", K(total));
1649         }
1650
1651         show_swap_cache_info();
1652 }
1653
1654 /*
1655  * Builds allocation fallback zone lists.
1656  *
1657  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1658  */
1659 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1660                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1661 {
1662         struct zone *zone;
1663
1664         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1665         zone_type++;
1666
1667         do {
1668                 zone_type--;
1669                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1670                 if (populated_zone(zone)) {
1671                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1672                         check_highest_zone(zone_type);
1673                 }
1674
1675         } while (zone_type);
1676         return nr_zones;
1677 }
1678
1679 #ifdef CONFIG_NUMA
1680 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1681 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1682 /**
1683  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1684  * @node: node whose fallback list we're appending
1685  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1686  *
1687  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1688  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1689  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1690  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1691  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1692  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1693  * on them otherwise.
1694  * It returns -1 if no node is found.
1695  */
1696 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1697 {
1698         int n, val;
1699         int min_val = INT_MAX;
1700         int best_node = -1;
1701
1702         /* Use the local node if we haven't already */
1703         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1704                 node_set(node, *used_node_mask);
1705                 return node;
1706         }
1707
1708         for_each_online_node(n) {
1709                 cpumask_t tmp;
1710
1711                 /* Don't want a node to appear more than once */
1712                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1713                         continue;
1714
1715                 /* Use the distance array to find the distance */
1716                 val = node_distance(node, n);
1717
1718                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1719                 val += (n < node);
1720
1721                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1722                 tmp = node_to_cpumask(n);
1723                 if (!cpus_empty(tmp))
1724                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1725
1726                 /* Slight preference for less loaded node */
1727                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1728                 val += node_load[n];
1729
1730                 if (val < min_val) {
1731                         min_val = val;
1732                         best_node = n;
1733                 }
1734         }
1735
1736         if (best_node >= 0)
1737                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1738
1739         return best_node;
1740 }
1741
1742 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1743 {
1744         int j, node, local_node;
1745         enum zone_type i;
1746         int prev_node, load;
1747         struct zonelist *zonelist;
1748         nodemask_t used_mask;
1749
1750         /* initialize zonelists */
1751         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1752                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1753                 zonelist->zones[0] = NULL;
1754         }
1755
1756         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1757         local_node = pgdat->node_id;
1758         load = num_online_nodes();
1759         prev_node = local_node;
1760         nodes_clear(used_mask);
1761         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1762                 int distance = node_distance(local_node, node);
1763
1764                 /*
1765                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1766                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1767                  */
1768                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1769                         zone_reclaim_mode = 1;
1770
1771                 /*
1772                  * We don't want to pressure a particular node.
1773                  * So adding penalty to the first node in same
1774                  * distance group to make it round-robin.
1775                  */
1776
1777                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1778                         node_load[node] += load;
1779                 prev_node = node;
1780                 load--;
1781                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1782                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1783                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1784
1785                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1786                         zonelist->zones[j] = NULL;
1787                 }
1788         }
1789 }
1790
1791 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1792 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1793 {
1794         int i;
1795
1796         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1797                 struct zonelist *zonelist;
1798                 struct zonelist_cache *zlc;
1799                 struct zone **z;
1800
1801                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1802                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1803                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1804                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1805                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1806         }
1807 }
1808
1809 #else   /* CONFIG_NUMA */
1810
1811 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1812 {
1813         int node, local_node;
1814         enum zone_type i,j;
1815
1816         local_node = pgdat->node_id;
1817         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1818                 struct zonelist *zonelist;
1819
1820                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1821
1822                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1823                 /*
1824                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1825                  * of all the other nodes.
1826                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1827                  * building the zones for node N, we make sure that the
1828                  * zones coming right after the local ones are those from
1829                  * node N+1 (modulo N)
1830                  */
1831                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1832                         if (!node_online(node))
1833                                 continue;
1834                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1835                 }
1836                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1837                         if (!node_online(node))
1838                                 continue;
1839                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1840                 }
1841
1842                 zonelist->zones[j] = NULL;
1843         }
1844 }
1845
1846 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
1847 static void __meminit build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1848 {
1849         int i;
1850
1851         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1852                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
1853 }
1854
1855 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1856
1857 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1858 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1859 {
1860         int nid;
1861
1862         for_each_online_node(nid) {
1863                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1864                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
1865         }
1866         return 0;
1867 }
1868
1869 void __meminit build_all_zonelists(void)
1870 {
1871         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1872                 __build_all_zonelists(NULL);
1873                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1874         } else {
1875                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1876                    of zonelist */
1877                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1878                 /* cpuset refresh routine should be here */
1879         }
1880         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1881         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1882                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1883 }
1884
1885 /*
1886  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1887  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1888  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1889  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1890  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1891  * conservative, even though it seems large.
1892  *
1893  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1894  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1895  */
1896 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1897
1898 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1899 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1900 {
1901         unsigned long size = 1;
1902
1903         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1904
1905         while (size < pages)
1906                 size <<= 1;
1907
1908         /*
1909          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1910          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1911          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1912          */
1913         size = min(size, 4096UL);
1914
1915         return max(size, 4UL);
1916 }
1917 #else
1918 /*
1919  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1920  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1921  *
1922  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1923  *
1924  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1925  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1926  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1927  *
1928  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1929  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1930  *
1931  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1932  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1933  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1934  */
1935 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1936 {
1937         return 4096UL;
1938 }
1939 #endif
1940
1941 /*
1942  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1943  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1944  * hash function before the remainder is taken.
1945  */
1946 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1947 {
1948         return ffz(~size);
1949 }
1950
1951 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1952
1953 /*
1954  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1955  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1956  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1957  */
1958 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1959                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
1960 {
1961         struct page *page;
1962         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1963         unsigned long pfn;
1964
1965         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1966                 /*
1967                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
1968                  * handed to this function.  They do not
1969                  * exist on hotplugged memory.
1970                  */
1971                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
1972                         if (!early_pfn_valid(pfn))
1973                                 continue;
1974                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1975                                 continue;
1976                 }
1977                 page = pfn_to_page(pfn);
1978                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1979                 init_page_count(page);
1980                 reset_page_mapcount(page);
1981                 SetPageReserved(page);
1982                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1983 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1984                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1985                 if (!is_highmem_idx(zone))
1986                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1987 #endif
1988         }
1989 }
1990
1991 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1992                                 unsigned long size)
1993 {
1994         int order;
1995         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1996                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1997                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1998         }
1999 }
2000
2001 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2002 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2003         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2004 #endif
2005
2006 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2007 {
2008         int batch;
2009
2010         /*
2011          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2012          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2013          *
2014          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2015          */
2016         batch = zone->present_pages / 1024;
2017         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2018                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2019         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2020         if (batch < 1)
2021                 batch = 1;
2022
2023         /*
2024          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2025          * of 2 value was found to be more likely to have
2026          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2027          *
2028          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2029          * batches of pages, one task can end up with a lot
2030          * of pages of one half of the possible page colors
2031          * and the other with pages of the other colors.
2032          */
2033         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2034
2035         return batch;
2036 }
2037
2038 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2039 {
2040         struct per_cpu_pages *pcp;
2041
2042         memset(p, 0, sizeof(*p));
2043
2044         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2045         pcp->count = 0;
2046         pcp->high = 6 * batch;
2047         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2048         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2049
2050         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2051         pcp->count = 0;
2052         pcp->high = 2 * batch;
2053         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2054         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2055 }
2056
2057 /*
2058  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2059  * to the value high for the pageset p.
2060  */
2061
2062 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2063                                 unsigned long high)
2064 {
2065         struct per_cpu_pages *pcp;
2066
2067         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2068         pcp->high = high;
2069         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2070         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2071                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2072 }
2073
2074
2075 #ifdef CONFIG_NUMA
2076 /*
2077  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2078  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2079  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2080  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2081  * with interrupts disabled.
2082  *
2083  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2084  *
2085  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2086  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2087  * hotplugged processors.
2088  *
2089  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2090  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2091  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2092  */
2093 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2094
2095 /*
2096  * Dynamically allocate memory for the
2097  * per cpu pageset array in struct zone.
2098  */
2099 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2100 {
2101         struct zone *zone, *dzone;
2102
2103         for_each_zone(zone) {
2104
2105                 if (!populated_zone(zone))
2106                         continue;
2107
2108                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2109                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2110                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2111                         goto bad;
2112
2113                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2114
2115                 if (percpu_pagelist_fraction)
2116                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2117                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2118         }
2119
2120         return 0;
2121 bad:
2122         for_each_zone(dzone) {
2123                 if (dzone == zone)
2124                         break;
2125                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2126                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2127         }
2128         return -ENOMEM;
2129 }
2130
2131 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2132 {
2133         struct zone *zone;
2134
2135         for_each_zone(zone) {
2136                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2137
2138                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2139                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2140                         kfree(pset);
2141                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2142         }
2143 }
2144
2145 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2146                 unsigned long action,
2147                 void *hcpu)
2148 {
2149         int cpu = (long)hcpu;
2150         int ret = NOTIFY_OK;
2151
2152         switch (action) {
2153         case CPU_UP_PREPARE:
2154                 if (process_zones(cpu))
2155                         ret = NOTIFY_BAD;
2156                 break;
2157         case CPU_UP_CANCELED:
2158         case CPU_DEAD:
2159                 free_zone_pagesets(cpu);
2160                 break;
2161         default:
2162                 break;
2163         }
2164         return ret;
2165 }
2166
2167 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2168         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2169
2170 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2171 {
2172         int err;
2173
2174         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2175          * A cpuup callback will do this for every cpu
2176          * as it comes online
2177          */
2178         err = process_zones(smp_processor_id());
2179         BUG_ON(err);
2180         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2181 }
2182
2183 #endif
2184
2185 static __meminit
2186 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2187 {
2188         int i;
2189         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2190         size_t alloc_size;
2191
2192         /*
2193          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2194          * per zone.
2195          */
2196         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2197                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2198         zone->wait_table_bits =
2199                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2200         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2201                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2202
2203         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2204                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2205                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2206         } else {
2207                 /*
2208                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2209                  * via memory hot-add.
2210                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2211                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2212                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2213                  * node itself as well.
2214                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2215                  * necessary.
2216                  */
2217                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2218         }
2219         if (!zone->wait_table)
2220                 return -ENOMEM;
2221
2222         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2223                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2224
2225         return 0;
2226 }
2227
2228 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2229 {
2230         int cpu;
2231         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2232
2233         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2234 #ifdef CONFIG_NUMA
2235                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2236                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2237                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2238 #else
2239                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2240 #endif
2241         }
2242         if (zone->present_pages)
2243                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2244                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2245 }
2246
2247 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2248                                         unsigned long zone_start_pfn,
2249                                         unsigned long size,
2250                                         enum memmap_context context)
2251 {
2252         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2253         int ret;
2254         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2255         if (ret)
2256                 return ret;
2257         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2258
2259         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2260
2261         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2262
2263         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2264
2265         return 0;
2266 }
2267
2268 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2269 /*
2270  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2271  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2272  */
2273 static int __init first_active_region_index_in_nid(int nid)
2274 {
2275         int i;
2276
2277         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2278                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2279                         return i;
2280
2281         return -1;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2286  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2287  */
2288 static int __init next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2289 {
2290         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2291                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2292                         return index;
2293
2294         return -1;
2295 }
2296
2297 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2298 /*
2299  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2300  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2301  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2302  * alternative
2303  */
2304 int __init early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2305 {
2306         int i;
2307
2308         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2309                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2310                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2311
2312                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2313                         return early_node_map[i].nid;
2314         }
2315
2316         return 0;
2317 }
2318 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2319
2320 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2321 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2322         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2323                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2324
2325 /**
2326  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2327  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2328  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2329  *
2330  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2331  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2332  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2333  */
2334 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2335                                                 unsigned long max_low_pfn)
2336 {
2337         int i;
2338
2339         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2340                 unsigned long size_pages = 0;
2341                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2342
2343                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2344                         continue;
2345
2346                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2347                         end_pfn = max_low_pfn;
2348
2349                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2350                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2351                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2352                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2353         }
2354 }
2355
2356 /**
2357  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2358  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2359  *
2360  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2361  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2362  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2363  */
2364 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2365 {
2366         int i;
2367
2368         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2369                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2370                                 early_node_map[i].start_pfn,
2371                                 early_node_map[i].end_pfn);
2372 }
2373
2374 /**
2375  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2376  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2377  * @start_pfn: The start pfn of the node
2378  * @end_pfn: The end pfn of the node
2379  *
2380  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2381  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2382  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2383  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2384  * be used later.
2385  */
2386 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2387 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2388                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2389 {
2390         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2391                         nid, start_pfn, end_pfn);
2392
2393         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2394         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2395                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2396
2397         /* Update the boundaries */
2398         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2399                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2400         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2401                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2402 }
2403
2404 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2405 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2406                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2407 {
2408         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2409                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2410
2411         /* Return if boundary information has not been provided */
2412         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2413                 return;
2414
2415         /* Check the boundaries and update if necessary */
2416         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2417                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2418         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2419                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2420 }
2421 #else
2422 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2423                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2424
2425 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2426                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2427 #endif
2428
2429
2430 /**
2431  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2432  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2433  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2434  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2435  *
2436  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2437  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2438  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2439  * PFNs will be 0.
2440  */
2441 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2442                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2443 {
2444         int i;
2445         *start_pfn = -1UL;
2446         *end_pfn = 0;
2447
2448         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2449                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2450                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2451         }
2452
2453         if (*start_pfn == -1UL) {
2454                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2455                 *start_pfn = 0;
2456         }
2457
2458         /* Push the node boundaries out if requested */
2459         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2464  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2465  */
2466 unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2467                                         unsigned long zone_type,
2468                                         unsigned long *ignored)
2469 {
2470         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2471         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2472
2473         /* Get the start and end of the node and zone */
2474         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2475         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2476         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2477
2478         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2479         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2480                 return 0;
2481
2482         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2483         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2484         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2485
2486         /* Return the spanned pages */
2487         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2492  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2493  */
2494 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
2495                                 unsigned long range_start_pfn,
2496                                 unsigned long range_end_pfn)
2497 {
2498         int i = 0;
2499         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2500         unsigned long start_pfn;
2501
2502         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2503         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2504         if (i == -1)
2505                 return 0;
2506
2507         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2508         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2509                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2510
2511         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2512
2513         /* Find all holes for the zone within the node */
2514         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2515
2516                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2517                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2518                         break;
2519
2520                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2521                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2522                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2523
2524                 /* Update the hole size cound and move on */
2525                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2526                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2527                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2528                 }
2529                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2530         }
2531
2532         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2533         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2534                 hole_pages += range_end_pfn -
2535                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2536
2537         return hole_pages;
2538 }
2539
2540 /**
2541  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2542  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2543  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2544  *
2545  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2546  */
2547 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2548                                                         unsigned long end_pfn)
2549 {
2550         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2551 }
2552
2553 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2554 unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
2555                                         unsigned long zone_type,
2556                                         unsigned long *ignored)
2557 {
2558         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2559         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2560
2561         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2562         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2563                                                         node_start_pfn);
2564         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2565                                                         node_end_pfn);
2566
2567         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2568 }
2569
2570 #else
2571 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2572                                         unsigned long zone_type,
2573                                         unsigned long *zones_size)
2574 {
2575         return zones_size[zone_type];
2576 }
2577
2578 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2579                                                 unsigned long zone_type,
2580                                                 unsigned long *zholes_size)
2581 {
2582         if (!zholes_size)
2583                 return 0;
2584
2585         return zholes_size[zone_type];
2586 }
2587
2588 #endif
2589
2590 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2591                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2592 {
2593         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2594         enum zone_type i;
2595
2596         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2597                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2598                                                                 zones_size);
2599         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2600
2601         realtotalpages = totalpages;
2602         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2603                 realtotalpages -=
2604                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2605                                                                 zholes_size);
2606         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2607         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2608                                                         realtotalpages);
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Set up the zone data structures:
2613  *   - mark all pages reserved
2614  *   - mark all memory queues empty
2615  *   - clear the memory bitmaps
2616  */
2617 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2618                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2619 {
2620         enum zone_type j;
2621         int nid = pgdat->node_id;
2622         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2623         int ret;
2624
2625         pgdat_resize_init(pgdat);
2626         pgdat->nr_zones = 0;
2627         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2628         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2629         
2630         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2631                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2632                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2633
2634                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2635                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2636                                                                 zholes_size);
2637
2638                 /*
2639                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2640                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2641                  * and per-cpu initialisations
2642                  */
2643                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2644                 if (realsize >= memmap_pages) {
2645                         realsize -= memmap_pages;
2646                         printk(KERN_DEBUG
2647                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2648                                 zone_names[j], memmap_pages);
2649                 } else
2650                         printk(KERN_WARNING
2651                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2652                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2653
2654                 /* Account for reserved DMA pages */
2655                 if (j == ZONE_DMA && realsize > dma_reserve) {
2656                         realsize -= dma_reserve;
2657                         printk(KERN_DEBUG "  DMA zone: %lu pages reserved\n",
2658                                                                 dma_reserve);
2659                 }
2660
2661                 if (!is_highmem_idx(j))
2662                         nr_kernel_pages += realsize;
2663                 nr_all_pages += realsize;
2664
2665                 zone->spanned_pages = size;
2666                 zone->present_pages = realsize;
2667 #ifdef CONFIG_NUMA
2668                 zone->node = nid;
2669                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2670                                                 / 100;
2671                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2672 #endif
2673                 zone->name = zone_names[j];
2674                 spin_lock_init(&zone->lock);
2675                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2676                 zone_seqlock_init(zone);
2677                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2678                 zone->free_pages = 0;
2679
2680                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2681
2682                 zone_pcp_init(zone);
2683                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2684                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2685                 zone->nr_scan_active = 0;
2686                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2687                 zone->nr_active = 0;
2688                 zone->nr_inactive = 0;
2689                 zap_zone_vm_stats(zone);
2690                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2691                 if (!size)
2692                         continue;
2693
2694                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2695                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2696                 BUG_ON(ret);
2697                 zone_start_pfn += size;
2698         }
2699 }
2700
2701 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2702 {
2703         /* Skip empty nodes */
2704         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2705                 return;
2706
2707 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2708         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2709         if (!pgdat->node_mem_map) {
2710                 unsigned long size, start, end;
2711                 struct page *map;
2712
2713                 /*
2714                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2715                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2716                  * for the buddy allocator to function correctly.
2717                  */
2718                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2719                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2720                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2721                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2722                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2723                 if (!map)
2724                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2725                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2726         }
2727 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2728         /*
2729          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2730          */
2731         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2732                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2733 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2734                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2735                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2736 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2737         }
2738 #endif
2739 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2740 }
2741
2742 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2743                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2744                 unsigned long *zholes_size)
2745 {
2746         pgdat->node_id = nid;
2747         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2748         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2749
2750         alloc_node_mem_map(pgdat);
2751
2752         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2753 }
2754
2755 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2756 /**
2757  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2758  * @nid: The node ID the range resides on
2759  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2760  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2761  *
2762  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2763  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2764  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2765  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2766  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2767  */
2768 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2769                                                 unsigned long end_pfn)
2770 {
2771         int i;
2772
2773         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2774                           "%d entries of %d used\n",
2775                           nid, start_pfn, end_pfn,
2776                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2777
2778         /* Merge with existing active regions if possible */
2779         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2780                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2781                         continue;
2782
2783                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2784                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2785                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2786                         return;
2787
2788                 /* Merge forward if suitable */
2789                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2790                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2791                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2792                         return;
2793                 }
2794
2795                 /* Merge backward if suitable */
2796                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2797                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2798                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2799                         return;
2800                 }
2801         }
2802
2803         /* Check that early_node_map is large enough */
2804         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2805                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2806                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2807                 return;
2808         }
2809
2810         early_node_map[i].nid = nid;
2811         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2812         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2813         nr_nodemap_entries = i + 1;
2814 }
2815
2816 /**
2817  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2818  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2819  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2820  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2821  *
2822  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2823  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2824  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2825  * an existing registered range.
2826  */
2827 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2828                                                 unsigned long new_end_pfn)
2829 {
2830         int i;
2831
2832         /* Find the old active region end and shrink */
2833         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2834                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2835                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2836                         break;
2837                 }
2838 }
2839
2840 /**
2841  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2842  *
2843  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2844  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2845  * all currently registered regions.
2846  */
2847 void __init remove_all_active_ranges(void)
2848 {
2849         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2850         nr_nodemap_entries = 0;
2851 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2852         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
2853         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
2854 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
2855 }
2856
2857 /* Compare two active node_active_regions */
2858 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2859 {
2860         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2861         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2862
2863         /* Done this way to avoid overflows */
2864         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2865                 return 1;
2866         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2867                 return -1;
2868
2869         return 0;
2870 }
2871
2872 /* sort the node_map by start_pfn */
2873 static void __init sort_node_map(void)
2874 {
2875         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2876                         sizeof(struct node_active_region),
2877                         cmp_node_active_region, NULL);
2878 }
2879
2880 /* Find the lowest pfn for a node. This depends on a sorted early_node_map */
2881 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2882 {
2883         int i;
2884
2885         /* Regions in the early_node_map can be in any order */
2886         sort_node_map();
2887
2888         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2889         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2890                 return early_node_map[i].start_pfn;
2891
2892         printk(KERN_WARNING "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2893         return 0;
2894 }
2895
2896 /**
2897  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2898  *
2899  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2900  * add_active_range().
2901  */
2902 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2903 {
2904         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2905 }
2906
2907 /**
2908  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2909  *
2910  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2911  * add_active_range().
2912  */
2913 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2914 {
2915         int i;
2916         unsigned long max_pfn = 0;
2917
2918         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2919                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2920
2921         return max_pfn;
2922 }
2923
2924 /**
2925  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2926  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
2927  *
2928  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2929  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2930  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2931  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2932  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2933  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2934  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2935  * at arch_max_dma_pfn.
2936  */
2937 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2938 {
2939         unsigned long nid;
2940         enum zone_type i;
2941
2942         /* Record where the zone boundaries are */
2943         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2944                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2945         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2946                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2947         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2948         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2949         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2950                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2951                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2952                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2953                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2954         }
2955
2956         /* Print out the zone ranges */
2957         printk("Zone PFN ranges:\n");
2958         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2959                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2960                                 zone_names[i],
2961                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2962                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2963
2964         /* Print out the early_node_map[] */
2965         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2966         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2967                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2968                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2969                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2970
2971         /* Initialise every node */
2972         for_each_online_node(nid) {
2973                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2974                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2975                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2976         }
2977 }
2978 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2979
2980 /**
2981  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
2982  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
2983  *
2984  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
2985  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
2986  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
2987  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
2988  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
2989  * smaller per-cpu batchsize.
2990  */
2991 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
2992 {
2993         dma_reserve = new_dma_reserve;
2994 }
2995
2996 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2997 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2998 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2999
3000 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3001 #endif
3002
3003 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3004 {
3005         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3006                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3007 }
3008
3009 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3010                                  unsigned long action, void *hcpu)
3011 {
3012         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3013
3014         if (action == CPU_DEAD) {
3015                 local_irq_disable();
3016                 __drain_pages(cpu);
3017                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3018                 local_irq_enable();
3019                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3020         }
3021         return NOTIFY_OK;
3022 }
3023
3024 void __init page_alloc_init(void)
3025 {
3026         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3027 }
3028
3029 /*
3030  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3031  *      or min_free_kbytes changes.
3032  */
3033 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3034 {
3035         struct pglist_data *pgdat;
3036         unsigned long reserve_pages = 0;
3037         enum zone_type i, j;
3038
3039         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3040                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3041                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3042                         unsigned long max = 0;
3043
3044                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3045                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3046                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3047                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3048                         }
3049
3050                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3051                         max += zone->pages_high;
3052
3053                         if (max > zone->present_pages)
3054                                 max = zone->present_pages;
3055                         reserve_pages += max;
3056                 }
3057         }
3058         totalreserve_pages = reserve_pages;
3059 }
3060
3061 /*
3062  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3063  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3064  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3065  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3066  */
3067 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3068 {
3069         struct pglist_data *pgdat;
3070         enum zone_type j, idx;
3071
3072         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3073                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3074                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3075                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3076
3077                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3078
3079                         idx = j;
3080                         while (idx) {
3081                                 struct zone *lower_zone;
3082
3083                                 idx--;
3084
3085                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3086                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3087
3088                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3089                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3090                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3091                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3092                         }
3093                 }
3094         }
3095
3096         /* update totalreserve_pages */
3097         calculate_totalreserve_pages();
3098 }
3099
3100 /**
3101  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3102  *
3103  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3104  * with respect to min_free_kbytes.
3105  */
3106 void setup_per_zone_pages_min(void)
3107 {
3108         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3109         unsigned long lowmem_pages = 0;
3110         struct zone *zone;
3111         unsigned long flags;
3112
3113         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3114         for_each_zone(zone) {
3115                 if (!is_highmem(zone))
3116                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3117         }
3118
3119         for_each_zone(zone) {
3120                 u64 tmp;
3121
3122                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3123                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3124                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3125                 if (is_highmem(zone)) {
3126                         /*
3127                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3128                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3129                          * value here.
3130                          *
3131                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3132                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3133                          * not be capped for highmem.
3134                          */
3135                         int min_pages;
3136
3137                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3138                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3139                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3140                         if (min_pages > 128)
3141                                 min_pages = 128;
3142                         zone->pages_min = min_pages;
3143                 } else {
3144                         /*
3145                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3146                          * proportionate to the zone's size.
3147                          */
3148                         zone->pages_min = tmp;
3149                 }
3150
3151                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3152                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3153                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3154         }
3155
3156         /* update totalreserve_pages */
3157         calculate_totalreserve_pages();
3158 }
3159
3160 /*
3161  * Initialise min_free_kbytes.
3162  *
3163  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3164  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3165  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3166  *
3167  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3168  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3169  *
3170  * which yields
3171  *
3172  * 16MB:        512k
3173  * 32MB:        724k
3174  * 64MB:        1024k
3175  * 128MB:       1448k
3176  * 256MB:       2048k
3177  * 512MB:       2896k
3178  * 1024MB:      4096k
3179  * 2048MB:      5792k
3180  * 4096MB:      8192k
3181  * 8192MB:      11584k
3182  * 16384MB:     16384k
3183  */
3184 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3185 {
3186         unsigned long lowmem_kbytes;
3187
3188         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3189
3190         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3191         if (min_free_kbytes < 128)
3192                 min_free_kbytes = 128;
3193         if (min_free_kbytes > 65536)
3194                 min_free_kbytes = 65536;
3195         setup_per_zone_pages_min();
3196         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3197         return 0;
3198 }
3199 module_init(init_per_zone_pages_min)
3200
3201 /*
3202  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3203  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3204  *      changes.
3205  */
3206 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3207         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3208 {
3209         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3210         setup_per_zone_pages_min();
3211         return 0;
3212 }
3213
3214 #ifdef CONFIG_NUMA
3215 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3216         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3217 {
3218         struct zone *zone;
3219         int rc;
3220
3221         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3222         if (rc)
3223                 return rc;
3224
3225         for_each_zone(zone)
3226                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3227                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3232         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3233 {
3234         struct zone *zone;
3235         int rc;
3236
3237         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3238         if (rc)
3239                 return rc;
3240
3241         for_each_zone(zone)
3242                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3243                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3244         return 0;
3245 }
3246 #endif
3247
3248 /*
3249  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3250  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3251  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3252  *
3253  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3254  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3255  * if in function of the boot time zone sizes.
3256  */
3257 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3258         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3259 {
3260         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3261         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3262         return 0;
3263 }
3264
3265 /*
3266  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3267  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3268  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3269  */
3270
3271 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3272         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3273 {
3274         struct zone *zone;
3275         unsigned int cpu;
3276         int ret;
3277
3278         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3279         if (!write || (ret == -EINVAL))
3280                 return ret;
3281         for_each_zone(zone) {
3282                 for_each_online_cpu(cpu) {
3283                         unsigned long  high;
3284                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3285                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3286                 }
3287         }
3288         return 0;
3289 }
3290
3291 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3292
3293 #ifdef CONFIG_NUMA
3294 static int __init set_hashdist(char *str)
3295 {
3296         if (!str)
3297                 return 0;
3298         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3299         return 1;
3300 }
3301 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3302 #endif
3303
3304 /*
3305  * allocate a large system hash table from bootmem
3306  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3307  *   quantity of entries
3308  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3309  */
3310 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3311                                      unsigned long bucketsize,
3312                                      unsigned long numentries,
3313                                      int scale,
3314                                      int flags,
3315                                      unsigned int *_hash_shift,
3316                                      unsigned int *_hash_mask,
3317                                      unsigned long limit)
3318 {
3319         unsigned long long max = limit;
3320         unsigned long log2qty, size;
3321         void *table = NULL;
3322
3323         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3324         if (!numentries) {
3325                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3326                 numentries = nr_kernel_pages;
3327                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3328                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3329                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3330
3331                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3332                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3333                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3334                 else
3335                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3336
3337                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3338                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3339                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3340         }
3341         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3342
3343         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3344         if (max == 0) {
3345                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3346                 do_div(max, bucketsize);
3347         }
3348
3349         if (numentries > max)
3350                 numentries = max;
3351
3352         log2qty = ilog2(numentries);
3353
3354         do {
3355                 size = bucketsize << log2qty;
3356                 if (flags & HASH_EARLY)
3357                         table = alloc_bootmem(size);
3358                 else if (hashdist)
3359                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3360                 else {
3361                         unsigned long order;
3362                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3363                                 ;
3364                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3365                 }
3366         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3367
3368         if (!table)
3369                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3370
3371         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3372                tablename,
3373                (1U << log2qty),
3374                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3375                size);
3376
3377         if (_hash_shift)
3378                 *_hash_shift = log2qty;
3379         if (_hash_mask)
3380                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3381
3382         return table;
3383 }
3384
3385 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3386 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3387 {
3388         return __pfn_to_page(pfn);
3389 }
3390 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3391 {
3392         return __page_to_pfn(page);
3393 }
3394 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3395 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3396 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3397
3398 #if MAX_NUMNODES > 1
3399 /*
3400  * Find the highest possible node id.
3401  */
3402 int highest_possible_node_id(void)
3403 {
3404         unsigned int node;
3405         unsigned int highest = 0;
3406
3407         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
3408                 highest = node;
3409         return highest;
3410 }
3411 EXPORT_SYMBOL(highest_possible_node_id);
3412 #endif