]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
change zonelist order: zonelist order selection logic
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/fault-inject.h>
44
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include <asm/div64.h>
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
51  * initializer cleaner
52  */
53 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
54 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
55 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
56 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
57 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
58 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
59 long nr_swap_pages;
60 int percpu_pagelist_fraction;
61
62 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
63
64 /*
65  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
66  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
67  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
68  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
69  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
70  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
71  *
72  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
73  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
74  */
75 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
76 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
77          256,
78 #endif
79 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
80          256,
81 #endif
82 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
83          32
84 #endif
85 };
86
87 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
88
89 static char * const zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
90 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
91          "DMA",
92 #endif
93 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
94          "DMA32",
95 #endif
96          "Normal",
97 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
98          "HighMem"
99 #endif
100 };
101
102 int min_free_kbytes = 1024;
103
104 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
105 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
106 static unsigned long __meminitdata dma_reserve;
107
108 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
109   /*
110    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
111    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
112    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
113    * so the number of times add_active_range() can be called is
114    * related to the number of nodes and the number of holes
115    */
116   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
118     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119   #else
120     #if MAX_NUMNODES >= 32
121       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
122       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
123     #else
124       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
125       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
126     #endif
127   #endif
128
129   struct node_active_region __meminitdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
130   int __meminitdata nr_nodemap_entries;
131   unsigned long __meminitdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
132   unsigned long __meminitdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
133 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
134   unsigned long __initdata node_boundary_start_pfn[MAX_NUMNODES];
135   unsigned long __initdata node_boundary_end_pfn[MAX_NUMNODES];
136 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
137 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
138
139 #if MAX_NUMNODES > 1
140 int nr_node_ids __read_mostly = MAX_NUMNODES;
141 EXPORT_SYMBOL(nr_node_ids);
142 #endif
143
144 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
145 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
146 {
147         int ret = 0;
148         unsigned seq;
149         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
150
151         do {
152                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
153                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
154                         ret = 1;
155                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
156                         ret = 1;
157         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
158
159         return ret;
160 }
161
162 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
163 {
164         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(page)))
165                 return 0;
166         if (zone != page_zone(page))
167                 return 0;
168
169         return 1;
170 }
171 /*
172  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
173  */
174 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
175 {
176         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
177                 return 1;
178         if (!page_is_consistent(zone, page))
179                 return 1;
180
181         return 0;
182 }
183 #else
184 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
185 {
186         return 0;
187 }
188 #endif
189
190 static void bad_page(struct page *page)
191 {
192         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
193                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
194                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
195                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
196                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
197                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
198                 page_mapcount(page), page_count(page));
199         dump_stack();
200         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
201                         1 << PG_private |
202                         1 << PG_locked  |
203                         1 << PG_active  |
204                         1 << PG_dirty   |
205                         1 << PG_reclaim |
206                         1 << PG_slab    |
207                         1 << PG_swapcache |
208                         1 << PG_writeback |
209                         1 << PG_buddy );
210         set_page_count(page, 0);
211         reset_page_mapcount(page);
212         page->mapping = NULL;
213         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
214 }
215
216 /*
217  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
218  *
219  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
220  *
221  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
222  *
223  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
224  * the head page (even the head page has this).
225  *
226  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
227  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
228  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
229  */
230
231 static void free_compound_page(struct page *page)
232 {
233         __free_pages_ok(page, compound_order(page));
234 }
235
236 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
237 {
238         int i;
239         int nr_pages = 1 << order;
240
241         set_compound_page_dtor(page, free_compound_page);
242         set_compound_order(page, order);
243         __SetPageHead(page);
244         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
245                 struct page *p = page + i;
246
247                 __SetPageTail(p);
248                 p->first_page = page;
249         }
250 }
251
252 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
253 {
254         int i;
255         int nr_pages = 1 << order;
256
257         if (unlikely(compound_order(page) != order))
258                 bad_page(page);
259
260         if (unlikely(!PageHead(page)))
261                         bad_page(page);
262         __ClearPageHead(page);
263         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
264                 struct page *p = page + i;
265
266                 if (unlikely(!PageTail(p) |
267                                 (p->first_page != page)))
268                         bad_page(page);
269                 __ClearPageTail(p);
270         }
271 }
272
273 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
274 {
275         int i;
276
277         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
278         /*
279          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
280          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
281          */
282         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
283         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
284                 clear_highpage(page + i);
285 }
286
287 /*
288  * function for dealing with page's order in buddy system.
289  * zone->lock is already acquired when we use these.
290  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
291  */
292 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
293 {
294         return page_private(page);
295 }
296
297 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
298 {
299         set_page_private(page, order);
300         __SetPageBuddy(page);
301 }
302
303 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
304 {
305         __ClearPageBuddy(page);
306         set_page_private(page, 0);
307 }
308
309 /*
310  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
311  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
312  *
313  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
314  * the following equation:
315  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
316  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
317  * 1 buddy is #10:
318  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
319  *
320  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
321  * satisfies the following equation:
322  *     P = B & ~(1 << O)
323  *
324  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
325  */
326 static inline struct page *
327 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
328 {
329         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
330
331         return page + (buddy_idx - page_idx);
332 }
333
334 static inline unsigned long
335 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
336 {
337         return (page_idx & ~(1 << order));
338 }
339
340 /*
341  * This function checks whether a page is free && is the buddy
342  * we can do coalesce a page and its buddy if
343  * (a) the buddy is not in a hole &&
344  * (b) the buddy is in the buddy system &&
345  * (c) a page and its buddy have the same order &&
346  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
347  *
348  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
349  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
350  *
351  * For recording page's order, we use page_private(page).
352  */
353 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
354                                                                 int order)
355 {
356         if (!pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)))
357                 return 0;
358
359         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
360                 return 0;
361
362         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
363                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
364                 return 1;
365         }
366         return 0;
367 }
368
369 /*
370  * Freeing function for a buddy system allocator.
371  *
372  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
373  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
374  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
375  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
376  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
377  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
378  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
379  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
380  * parts of the VM system.
381  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
382  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
383  * order is recorded in page_private(page) field.
384  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
385  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
386  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
387  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
388  * triggers coalescing into a block of larger size.            
389  *
390  * -- wli
391  */
392
393 static inline void __free_one_page(struct page *page,
394                 struct zone *zone, unsigned int order)
395 {
396         unsigned long page_idx;
397         int order_size = 1 << order;
398
399         if (unlikely(PageCompound(page)))
400                 destroy_compound_page(page, order);
401
402         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
403
404         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
405         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
406
407         __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);
408         while (order < MAX_ORDER-1) {
409                 unsigned long combined_idx;
410                 struct free_area *area;
411                 struct page *buddy;
412
413                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
414                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
415                         break;          /* Move the buddy up one level. */
416
417                 list_del(&buddy->lru);
418                 area = zone->free_area + order;
419                 area->nr_free--;
420                 rmv_page_order(buddy);
421                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
422                 page = page + (combined_idx - page_idx);
423                 page_idx = combined_idx;
424                 order++;
425         }
426         set_page_order(page, order);
427         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
428         zone->free_area[order].nr_free++;
429 }
430
431 static inline int free_pages_check(struct page *page)
432 {
433         if (unlikely(page_mapcount(page) |
434                 (page->mapping != NULL)  |
435                 (page_count(page) != 0)  |
436                 (page->flags & (
437                         1 << PG_lru     |
438                         1 << PG_private |
439                         1 << PG_locked  |
440                         1 << PG_active  |
441                         1 << PG_slab    |
442                         1 << PG_swapcache |
443                         1 << PG_writeback |
444                         1 << PG_reserved |
445                         1 << PG_buddy ))))
446                 bad_page(page);
447         /*
448          * PageReclaim == PageTail. It is only an error
449          * for PageReclaim to be set if PageCompound is clear.
450          */
451         if (unlikely(!PageCompound(page) && PageReclaim(page)))
452                 bad_page(page);
453         if (PageDirty(page))
454                 __ClearPageDirty(page);
455         /*
456          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
457          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
458          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
459          */
460         return PageReserved(page);
461 }
462
463 /*
464  * Frees a list of pages. 
465  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
466  * count is the number of pages to free.
467  *
468  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
469  * see if this freeing clears that state.
470  *
471  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
472  * pinned" detection logic.
473  */
474 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
475                                         struct list_head *list, int order)
476 {
477         spin_lock(&zone->lock);
478         zone->all_unreclaimable = 0;
479         zone->pages_scanned = 0;
480         while (count--) {
481                 struct page *page;
482
483                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
484                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
485                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
486                 list_del(&page->lru);
487                 __free_one_page(page, zone, order);
488         }
489         spin_unlock(&zone->lock);
490 }
491
492 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
493 {
494         spin_lock(&zone->lock);
495         zone->all_unreclaimable = 0;
496         zone->pages_scanned = 0;
497         __free_one_page(page, zone, order);
498         spin_unlock(&zone->lock);
499 }
500
501 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
502 {
503         unsigned long flags;
504         int i;
505         int reserved = 0;
506
507         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
508                 reserved += free_pages_check(page + i);
509         if (reserved)
510                 return;
511
512         if (!PageHighMem(page))
513                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);
514         arch_free_page(page, order);
515         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
516
517         local_irq_save(flags);
518         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
519         free_one_page(page_zone(page), page, order);
520         local_irq_restore(flags);
521 }
522
523 /*
524  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
525  */
526 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
527 {
528         if (order == 0) {
529                 __ClearPageReserved(page);
530                 set_page_count(page, 0);
531                 set_page_refcounted(page);
532                 __free_page(page);
533         } else {
534                 int loop;
535
536                 prefetchw(page);
537                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
538                         struct page *p = &page[loop];
539
540                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
541                                 prefetchw(p + 1);
542                         __ClearPageReserved(p);
543                         set_page_count(p, 0);
544                 }
545
546                 set_page_refcounted(page);
547                 __free_pages(page, order);
548         }
549 }
550
551
552 /*
553  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
554  * Please do not alter this order without good reasons and regression
555  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
556  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
557  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
558  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
559  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
560  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
561  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
562  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
563  *
564  * -- wli
565  */
566 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
567         int low, int high, struct free_area *area)
568 {
569         unsigned long size = 1 << high;
570
571         while (high > low) {
572                 area--;
573                 high--;
574                 size >>= 1;
575                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
576                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
577                 area->nr_free++;
578                 set_page_order(&page[size], high);
579         }
580 }
581
582 /*
583  * This page is about to be returned from the page allocator
584  */
585 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
586 {
587         if (unlikely(page_mapcount(page) |
588                 (page->mapping != NULL)  |
589                 (page_count(page) != 0)  |
590                 (page->flags & (
591                         1 << PG_lru     |
592                         1 << PG_private |
593                         1 << PG_locked  |
594                         1 << PG_active  |
595                         1 << PG_dirty   |
596                         1 << PG_reclaim |
597                         1 << PG_slab    |
598                         1 << PG_swapcache |
599                         1 << PG_writeback |
600                         1 << PG_reserved |
601                         1 << PG_buddy ))))
602                 bad_page(page);
603
604         /*
605          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
606          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
607          */
608         if (PageReserved(page))
609                 return 1;
610
611         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
612                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
613                         1 << PG_owner_priv_1 | 1 << PG_mappedtodisk);
614         set_page_private(page, 0);
615         set_page_refcounted(page);
616
617         arch_alloc_page(page, order);
618         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
619
620         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
621                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
622
623         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
624                 prep_compound_page(page, order);
625
626         return 0;
627 }
628
629 /* 
630  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
631  * Call me with the zone->lock already held.
632  */
633 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
634 {
635         struct free_area * area;
636         unsigned int current_order;
637         struct page *page;
638
639         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
640                 area = zone->free_area + current_order;
641                 if (list_empty(&area->free_list))
642                         continue;
643
644                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
645                 list_del(&page->lru);
646                 rmv_page_order(page);
647                 area->nr_free--;
648                 __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, - (1UL << order));
649                 expand(zone, page, order, current_order, area);
650                 return page;
651         }
652
653         return NULL;
654 }
655
656 /* 
657  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
658  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
659  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
660  */
661 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
662                         unsigned long count, struct list_head *list)
663 {
664         int i;
665         
666         spin_lock(&zone->lock);
667         for (i = 0; i < count; ++i) {
668                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
669                 if (unlikely(page == NULL))
670                         break;
671                 list_add_tail(&page->lru, list);
672         }
673         spin_unlock(&zone->lock);
674         return i;
675 }
676
677 #ifdef CONFIG_NUMA
678 /*
679  * Called from the vmstat counter updater to drain pagesets of this
680  * currently executing processor on remote nodes after they have
681  * expired.
682  *
683  * Note that this function must be called with the thread pinned to
684  * a single processor.
685  */
686 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp)
687 {
688         unsigned long flags;
689         int to_drain;
690
691         local_irq_save(flags);
692         if (pcp->count >= pcp->batch)
693                 to_drain = pcp->batch;
694         else
695                 to_drain = pcp->count;
696         free_pages_bulk(zone, to_drain, &pcp->list, 0);
697         pcp->count -= to_drain;
698         local_irq_restore(flags);
699 }
700 #endif
701
702 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
703 {
704         unsigned long flags;
705         struct zone *zone;
706         int i;
707
708         for_each_zone(zone) {
709                 struct per_cpu_pageset *pset;
710
711                 if (!populated_zone(zone))
712                         continue;
713
714                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
715                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
716                         struct per_cpu_pages *pcp;
717
718                         pcp = &pset->pcp[i];
719                         local_irq_save(flags);
720                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
721                         pcp->count = 0;
722                         local_irq_restore(flags);
723                 }
724         }
725 }
726
727 #ifdef CONFIG_PM
728
729 void mark_free_pages(struct zone *zone)
730 {
731         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
732         unsigned long flags;
733         int order;
734         struct list_head *curr;
735
736         if (!zone->spanned_pages)
737                 return;
738
739         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
740
741         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
742         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
743                 if (pfn_valid(pfn)) {
744                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
745
746                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
747                                 swsusp_unset_page_free(page);
748                 }
749
750         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
751                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
752                         unsigned long i;
753
754                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
755                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
756                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
757                 }
758
759         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
760 }
761
762 /*
763  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
764  */
765 void drain_local_pages(void)
766 {
767         unsigned long flags;
768
769         local_irq_save(flags);  
770         __drain_pages(smp_processor_id());
771         local_irq_restore(flags);       
772 }
773 #endif /* CONFIG_PM */
774
775 /*
776  * Free a 0-order page
777  */
778 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
779 {
780         struct zone *zone = page_zone(page);
781         struct per_cpu_pages *pcp;
782         unsigned long flags;
783
784         if (PageAnon(page))
785                 page->mapping = NULL;
786         if (free_pages_check(page))
787                 return;
788
789         if (!PageHighMem(page))
790                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);
791         arch_free_page(page, 0);
792         kernel_map_pages(page, 1, 0);
793
794         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
795         local_irq_save(flags);
796         __count_vm_event(PGFREE);
797         list_add(&page->lru, &pcp->list);
798         pcp->count++;
799         if (pcp->count >= pcp->high) {
800                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
801                 pcp->count -= pcp->batch;
802         }
803         local_irq_restore(flags);
804         put_cpu();
805 }
806
807 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
808 {
809         free_hot_cold_page(page, 0);
810 }
811         
812 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
813 {
814         free_hot_cold_page(page, 1);
815 }
816
817 /*
818  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
819  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
820  * Each sub-page must be freed individually.
821  *
822  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
823  * Please consult with lkml before using this in your driver.
824  */
825 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
826 {
827         int i;
828
829         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
830         VM_BUG_ON(!page_count(page));
831         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
832                 set_page_refcounted(page + i);
833 }
834
835 /*
836  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
837  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
838  * or two.
839  */
840 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
841                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
842 {
843         unsigned long flags;
844         struct page *page;
845         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
846         int cpu;
847
848 again:
849         cpu  = get_cpu();
850         if (likely(order == 0)) {
851                 struct per_cpu_pages *pcp;
852
853                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
854                 local_irq_save(flags);
855                 if (!pcp->count) {
856                         pcp->count = rmqueue_bulk(zone, 0,
857                                                 pcp->batch, &pcp->list);
858                         if (unlikely(!pcp->count))
859                                 goto failed;
860                 }
861                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
862                 list_del(&page->lru);
863                 pcp->count--;
864         } else {
865                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
866                 page = __rmqueue(zone, order);
867                 spin_unlock(&zone->lock);
868                 if (!page)
869                         goto failed;
870         }
871
872         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
873         zone_statistics(zonelist, zone);
874         local_irq_restore(flags);
875         put_cpu();
876
877         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
878         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
879                 goto again;
880         return page;
881
882 failed:
883         local_irq_restore(flags);
884         put_cpu();
885         return NULL;
886 }
887
888 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
889 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
890 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
891 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
892 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
893 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
894 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
895
896 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
897
898 static struct fail_page_alloc_attr {
899         struct fault_attr attr;
900
901         u32 ignore_gfp_highmem;
902         u32 ignore_gfp_wait;
903
904 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
905
906         struct dentry *ignore_gfp_highmem_file;
907         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
908
909 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
910
911 } fail_page_alloc = {
912         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
913         .ignore_gfp_wait = 1,
914         .ignore_gfp_highmem = 1,
915 };
916
917 static int __init setup_fail_page_alloc(char *str)
918 {
919         return setup_fault_attr(&fail_page_alloc.attr, str);
920 }
921 __setup("fail_page_alloc=", setup_fail_page_alloc);
922
923 static int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
924 {
925         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
926                 return 0;
927         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem && (gfp_mask & __GFP_HIGHMEM))
928                 return 0;
929         if (fail_page_alloc.ignore_gfp_wait && (gfp_mask & __GFP_WAIT))
930                 return 0;
931
932         return should_fail(&fail_page_alloc.attr, 1 << order);
933 }
934
935 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
936
937 static int __init fail_page_alloc_debugfs(void)
938 {
939         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
940         struct dentry *dir;
941         int err;
942
943         err = init_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr,
944                                        "fail_page_alloc");
945         if (err)
946                 return err;
947         dir = fail_page_alloc.attr.dentries.dir;
948
949         fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file =
950                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
951                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_wait);
952
953         fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file =
954                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-highmem", mode, dir,
955                                       &fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem);
956
957         if (!fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file ||
958                         !fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file) {
959                 err = -ENOMEM;
960                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_wait_file);
961                 debugfs_remove(fail_page_alloc.ignore_gfp_highmem_file);
962                 cleanup_fault_attr_dentries(&fail_page_alloc.attr);
963         }
964
965         return err;
966 }
967
968 late_initcall(fail_page_alloc_debugfs);
969
970 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
971
972 #else /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
973
974 static inline int should_fail_alloc_page(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
975 {
976         return 0;
977 }
978
979 #endif /* CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC */
980
981 /*
982  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
983  * of the allocation.
984  */
985 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
986                       int classzone_idx, int alloc_flags)
987 {
988         /* free_pages my go negative - that's OK */
989         long min = mark;
990         long free_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES) - (1 << order) + 1;
991         int o;
992
993         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
994                 min -= min / 2;
995         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
996                 min -= min / 4;
997
998         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
999                 return 0;
1000         for (o = 0; o < order; o++) {
1001                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
1002                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
1003
1004                 /* Require fewer higher order pages to be free */
1005                 min >>= 1;
1006
1007                 if (free_pages <= min)
1008                         return 0;
1009         }
1010         return 1;
1011 }
1012
1013 #ifdef CONFIG_NUMA
1014 /*
1015  * zlc_setup - Setup for "zonelist cache".  Uses cached zone data to
1016  * skip over zones that are not allowed by the cpuset, or that have
1017  * been recently (in last second) found to be nearly full.  See further
1018  * comments in mmzone.h.  Reduces cache footprint of zonelist scans
1019  * that have to skip over alot of full or unallowed zones.
1020  *
1021  * If the zonelist cache is present in the passed in zonelist, then
1022  * returns a pointer to the allowed node mask (either the current
1023  * tasks mems_allowed, or node_online_map.)
1024  *
1025  * If the zonelist cache is not available for this zonelist, does
1026  * nothing and returns NULL.
1027  *
1028  * If the fullzones BITMAP in the zonelist cache is stale (more than
1029  * a second since last zap'd) then we zap it out (clear its bits.)
1030  *
1031  * We hold off even calling zlc_setup, until after we've checked the
1032  * first zone in the zonelist, on the theory that most allocations will
1033  * be satisfied from that first zone, so best to examine that zone as
1034  * quickly as we can.
1035  */
1036 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1037 {
1038         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1039         nodemask_t *allowednodes;       /* zonelist_cache approximation */
1040
1041         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1042         if (!zlc)
1043                 return NULL;
1044
1045         if (jiffies - zlc->last_full_zap > 1 * HZ) {
1046                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1047                 zlc->last_full_zap = jiffies;
1048         }
1049
1050         allowednodes = !in_interrupt() && (alloc_flags & ALLOC_CPUSET) ?
1051                                         &cpuset_current_mems_allowed :
1052                                         &node_online_map;
1053         return allowednodes;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Given 'z' scanning a zonelist, run a couple of quick checks to see
1058  * if it is worth looking at further for free memory:
1059  *  1) Check that the zone isn't thought to be full (doesn't have its
1060  *     bit set in the zonelist_cache fullzones BITMAP).
1061  *  2) Check that the zones node (obtained from the zonelist_cache
1062  *     z_to_n[] mapping) is allowed in the passed in allowednodes mask.
1063  * Return true (non-zero) if zone is worth looking at further, or
1064  * else return false (zero) if it is not.
1065  *
1066  * This check -ignores- the distinction between various watermarks,
1067  * such as GFP_HIGH, GFP_ATOMIC, PF_MEMALLOC, ...  If a zone is
1068  * found to be full for any variation of these watermarks, it will
1069  * be considered full for up to one second by all requests, unless
1070  * we are so low on memory on all allowed nodes that we are forced
1071  * into the second scan of the zonelist.
1072  *
1073  * In the second scan we ignore this zonelist cache and exactly
1074  * apply the watermarks to all zones, even it is slower to do so.
1075  * We are low on memory in the second scan, and should leave no stone
1076  * unturned looking for a free page.
1077  */
1078 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1079                                                 nodemask_t *allowednodes)
1080 {
1081         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1082         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1083         int n;                          /* node that zone *z is on */
1084
1085         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1086         if (!zlc)
1087                 return 1;
1088
1089         i = z - zonelist->zones;
1090         n = zlc->z_to_n[i];
1091
1092         /* This zone is worth trying if it is allowed but not full */
1093         return node_isset(n, *allowednodes) && !test_bit(i, zlc->fullzones);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Given 'z' scanning a zonelist, set the corresponding bit in
1098  * zlc->fullzones, so that subsequent attempts to allocate a page
1099  * from that zone don't waste time re-examining it.
1100  */
1101 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1102 {
1103         struct zonelist_cache *zlc;     /* cached zonelist speedup info */
1104         int i;                          /* index of *z in zonelist zones */
1105
1106         zlc = zonelist->zlcache_ptr;
1107         if (!zlc)
1108                 return;
1109
1110         i = z - zonelist->zones;
1111
1112         set_bit(i, zlc->fullzones);
1113 }
1114
1115 #else   /* CONFIG_NUMA */
1116
1117 static nodemask_t *zlc_setup(struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1118 {
1119         return NULL;
1120 }
1121
1122 static int zlc_zone_worth_trying(struct zonelist *zonelist, struct zone **z,
1123                                 nodemask_t *allowednodes)
1124 {
1125         return 1;
1126 }
1127
1128 static void zlc_mark_zone_full(struct zonelist *zonelist, struct zone **z)
1129 {
1130 }
1131 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1132
1133 /*
1134  * get_page_from_freelist goes through the zonelist trying to allocate
1135  * a page.
1136  */
1137 static struct page *
1138 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1139                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
1140 {
1141         struct zone **z;
1142         struct page *page = NULL;
1143         int classzone_idx = zone_idx(zonelist->zones[0]);
1144         struct zone *zone;
1145         nodemask_t *allowednodes = NULL;/* zonelist_cache approximation */
1146         int zlc_active = 0;             /* set if using zonelist_cache */
1147         int did_zlc_setup = 0;          /* just call zlc_setup() one time */
1148
1149 zonelist_scan:
1150         /*
1151          * Scan zonelist, looking for a zone with enough free.
1152          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1153          */
1154         z = zonelist->zones;
1155
1156         do {
1157                 if (NUMA_BUILD && zlc_active &&
1158                         !zlc_zone_worth_trying(zonelist, z, allowednodes))
1159                                 continue;
1160                 zone = *z;
1161                 if (unlikely(NUMA_BUILD && (gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
1162                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
1163                                 break;
1164                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
1165                         !cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
1166                                 goto try_next_zone;
1167
1168                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
1169                         unsigned long mark;
1170                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
1171                                 mark = zone->pages_min;
1172                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
1173                                 mark = zone->pages_low;
1174                         else
1175                                 mark = zone->pages_high;
1176                         if (!zone_watermark_ok(zone, order, mark,
1177                                     classzone_idx, alloc_flags)) {
1178                                 if (!zone_reclaim_mode ||
1179                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
1180                                         goto this_zone_full;
1181                         }
1182                 }
1183
1184                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
1185                 if (page)
1186                         break;
1187 this_zone_full:
1188                 if (NUMA_BUILD)
1189                         zlc_mark_zone_full(zonelist, z);
1190 try_next_zone:
1191                 if (NUMA_BUILD && !did_zlc_setup) {
1192                         /* we do zlc_setup after the first zone is tried */
1193                         allowednodes = zlc_setup(zonelist, alloc_flags);
1194                         zlc_active = 1;
1195                         did_zlc_setup = 1;
1196                 }
1197         } while (*(++z) != NULL);
1198
1199         if (unlikely(NUMA_BUILD && page == NULL && zlc_active)) {
1200                 /* Disable zlc cache for second zonelist scan */
1201                 zlc_active = 0;
1202                 goto zonelist_scan;
1203         }
1204         return page;
1205 }
1206
1207 /*
1208  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
1209  */
1210 struct page * fastcall
1211 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1212                 struct zonelist *zonelist)
1213 {
1214         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
1215         struct zone **z;
1216         struct page *page;
1217         struct reclaim_state reclaim_state;
1218         struct task_struct *p = current;
1219         int do_retry;
1220         int alloc_flags;
1221         int did_some_progress;
1222
1223         might_sleep_if(wait);
1224
1225         if (should_fail_alloc_page(gfp_mask, order))
1226                 return NULL;
1227
1228 restart:
1229         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
1230
1231         if (unlikely(*z == NULL)) {
1232                 /* Should this ever happen?? */
1233                 return NULL;
1234         }
1235
1236         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1237                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
1238         if (page)
1239                 goto got_pg;
1240
1241         /*
1242          * GFP_THISNODE (meaning __GFP_THISNODE, __GFP_NORETRY and
1243          * __GFP_NOWARN set) should not cause reclaim since the subsystem
1244          * (f.e. slab) using GFP_THISNODE may choose to trigger reclaim
1245          * using a larger set of nodes after it has established that the
1246          * allowed per node queues are empty and that nodes are
1247          * over allocated.
1248          */
1249         if (NUMA_BUILD && (gfp_mask & GFP_THISNODE) == GFP_THISNODE)
1250                 goto nopage;
1251
1252         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1253                 wakeup_kswapd(*z, order);
1254
1255         /*
1256          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1257          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1258          * to how we want to proceed.
1259          *
1260          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1261          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1262          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1263          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1264          */
1265         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1266         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1267                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1268         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1269                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1270         if (wait)
1271                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1272
1273         /*
1274          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1275          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1276          *
1277          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1278          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1279          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1280          */
1281         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1282         if (page)
1283                 goto got_pg;
1284
1285         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1286
1287 rebalance:
1288         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1289                         && !in_interrupt()) {
1290                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1291 nofail_alloc:
1292                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1293                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1294                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1295                         if (page)
1296                                 goto got_pg;
1297                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1298                                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1299                                 goto nofail_alloc;
1300                         }
1301                 }
1302                 goto nopage;
1303         }
1304
1305         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1306         if (!wait)
1307                 goto nopage;
1308
1309         cond_resched();
1310
1311         /* We now go into synchronous reclaim */
1312         cpuset_memory_pressure_bump();
1313         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1314         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1315         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1316
1317         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1318
1319         p->reclaim_state = NULL;
1320         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1321
1322         cond_resched();
1323
1324         if (likely(did_some_progress)) {
1325                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1326                                                 zonelist, alloc_flags);
1327                 if (page)
1328                         goto got_pg;
1329         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1330                 /*
1331                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1332                  * very high watermark here, this is only to catch
1333                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1334                  * under heavy pressure.
1335                  */
1336                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1337                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1338                 if (page)
1339                         goto got_pg;
1340
1341                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1342                 goto restart;
1343         }
1344
1345         /*
1346          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1347          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1348          *
1349          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1350          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1351          */
1352         do_retry = 0;
1353         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1354                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1355                         do_retry = 1;
1356                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1357                         do_retry = 1;
1358         }
1359         if (do_retry) {
1360                 congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1361                 goto rebalance;
1362         }
1363
1364 nopage:
1365         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1366                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1367                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1368                         p->comm, order, gfp_mask);
1369                 dump_stack();
1370                 show_mem();
1371         }
1372 got_pg:
1373         return page;
1374 }
1375
1376 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1377
1378 /*
1379  * Common helper functions.
1380  */
1381 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1382 {
1383         struct page * page;
1384         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1385         if (!page)
1386                 return 0;
1387         return (unsigned long) page_address(page);
1388 }
1389
1390 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1391
1392 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1393 {
1394         struct page * page;
1395
1396         /*
1397          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1398          * a highmem page
1399          */
1400         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1401
1402         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1403         if (page)
1404                 return (unsigned long) page_address(page);
1405         return 0;
1406 }
1407
1408 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1409
1410 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1411 {
1412         int i = pagevec_count(pvec);
1413
1414         while (--i >= 0)
1415                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1416 }
1417
1418 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1419 {
1420         if (put_page_testzero(page)) {
1421                 if (order == 0)
1422                         free_hot_page(page);
1423                 else
1424                         __free_pages_ok(page, order);
1425         }
1426 }
1427
1428 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1429
1430 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1431 {
1432         if (addr != 0) {
1433                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1434                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1435         }
1436 }
1437
1438 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1439
1440 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1441 {
1442         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1443         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1444         unsigned int sum = 0;
1445
1446         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1447         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1448         struct zone *zone;
1449
1450         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1451                 unsigned long size = zone->present_pages;
1452                 unsigned long high = zone->pages_high;
1453                 if (size > high)
1454                         sum += size - high;
1455         }
1456
1457         return sum;
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1462  */
1463 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1464 {
1465         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1470  */
1471 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1472 {
1473         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1474 }
1475
1476 static inline void show_node(struct zone *zone)
1477 {
1478         if (NUMA_BUILD)
1479                 printk("Node %d ", zone_to_nid(zone));
1480 }
1481
1482 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1483 {
1484         val->totalram = totalram_pages;
1485         val->sharedram = 0;
1486         val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
1487         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1488         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1489         val->freehigh = nr_free_highpages();
1490         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1491 }
1492
1493 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1494
1495 #ifdef CONFIG_NUMA
1496 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1497 {
1498         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1499
1500         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1501         val->freeram = node_page_state(nid, NR_FREE_PAGES);
1502 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1503         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1504         val->freehigh = zone_page_state(&pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM],
1505                         NR_FREE_PAGES);
1506 #else
1507         val->totalhigh = 0;
1508         val->freehigh = 0;
1509 #endif
1510         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1511 }
1512 #endif
1513
1514 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1515
1516 /*
1517  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1518  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1519  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1520  */
1521 void show_free_areas(void)
1522 {
1523         int cpu;
1524         struct zone *zone;
1525
1526         for_each_zone(zone) {
1527                 if (!populated_zone(zone))
1528                         continue;
1529
1530                 show_node(zone);
1531                 printk("%s per-cpu:\n", zone->name);
1532
1533                 for_each_online_cpu(cpu) {
1534                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1535
1536                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1537
1538                         printk("CPU %4d: Hot: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d   "
1539                                "Cold: hi:%5d, btch:%4d usd:%4d\n",
1540                                cpu, pageset->pcp[0].high,
1541                                pageset->pcp[0].batch, pageset->pcp[0].count,
1542                                pageset->pcp[1].high, pageset->pcp[1].batch,
1543                                pageset->pcp[1].count);
1544                 }
1545         }
1546
1547         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu unstable:%lu\n"
1548                 " free:%lu slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu bounce:%lu\n",
1549                 global_page_state(NR_ACTIVE),
1550                 global_page_state(NR_INACTIVE),
1551                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1552                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1553                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1554                 global_page_state(NR_FREE_PAGES),
1555                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1556                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1557                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1558                 global_page_state(NR_PAGETABLE),
1559                 global_page_state(NR_BOUNCE));
1560
1561         for_each_zone(zone) {
1562                 int i;
1563
1564                 if (!populated_zone(zone))
1565                         continue;
1566
1567                 show_node(zone);
1568                 printk("%s"
1569                         " free:%lukB"
1570                         " min:%lukB"
1571                         " low:%lukB"
1572                         " high:%lukB"
1573                         " active:%lukB"
1574                         " inactive:%lukB"
1575                         " present:%lukB"
1576                         " pages_scanned:%lu"
1577                         " all_unreclaimable? %s"
1578                         "\n",
1579                         zone->name,
1580                         K(zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES)),
1581                         K(zone->pages_min),
1582                         K(zone->pages_low),
1583                         K(zone->pages_high),
1584                         K(zone_page_state(zone, NR_ACTIVE)),
1585                         K(zone_page_state(zone, NR_INACTIVE)),
1586                         K(zone->present_pages),
1587                         zone->pages_scanned,
1588                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1589                         );
1590                 printk("lowmem_reserve[]:");
1591                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1592                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1593                 printk("\n");
1594         }
1595
1596         for_each_zone(zone) {
1597                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1598
1599                 if (!populated_zone(zone))
1600                         continue;
1601
1602                 show_node(zone);
1603                 printk("%s: ", zone->name);
1604
1605                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1606                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1607                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1608                         total += nr[order] << order;
1609                 }
1610                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1611                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1612                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1613                 printk("= %lukB\n", K(total));
1614         }
1615
1616         show_swap_cache_info();
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Builds allocation fallback zone lists.
1621  *
1622  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1623  */
1624 static int build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist,
1625                                 int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1626 {
1627         struct zone *zone;
1628
1629         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1630         zone_type++;
1631
1632         do {
1633                 zone_type--;
1634                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1635                 if (populated_zone(zone)) {
1636                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1637                         check_highest_zone(zone_type);
1638                 }
1639
1640         } while (zone_type);
1641         return nr_zones;
1642 }
1643
1644
1645 /*
1646  *  zonelist_order:
1647  *  0 = automatic detection of better ordering.
1648  *  1 = order by ([node] distance, -zonetype)
1649  *  2 = order by (-zonetype, [node] distance)
1650  *
1651  *  If not NUMA, ZONELIST_ORDER_ZONE and ZONELIST_ORDER_NODE will create
1652  *  the same zonelist. So only NUMA can configure this param.
1653  */
1654 #define ZONELIST_ORDER_DEFAULT  0
1655 #define ZONELIST_ORDER_NODE     1
1656 #define ZONELIST_ORDER_ZONE     2
1657
1658 /* zonelist order in the kernel.
1659  * set_zonelist_order() will set this to NODE or ZONE.
1660  */
1661 static int current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1662 static char zonelist_order_name[3][8] = {"Default", "Node", "Zone"};
1663
1664
1665 #ifdef CONFIG_NUMA
1666 /* The value user specified ....changed by config */
1667 static int user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1668 /* string for sysctl */
1669 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16
1670 char numa_zonelist_order[16] = "default";
1671
1672 /*
1673  * interface for configure zonelist ordering.
1674  * command line option "numa_zonelist_order"
1675  *      = "[dD]efault   - default, automatic configuration.
1676  *      = "[nN]ode      - order by node locality, then by zone within node
1677  *      = "[zZ]one      - order by zone, then by locality within zone
1678  */
1679
1680 static int __parse_numa_zonelist_order(char *s)
1681 {
1682         if (*s == 'd' || *s == 'D') {
1683                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_DEFAULT;
1684         } else if (*s == 'n' || *s == 'N') {
1685                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_NODE;
1686         } else if (*s == 'z' || *s == 'Z') {
1687                 user_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1688         } else {
1689                 printk(KERN_WARNING
1690                         "Ignoring invalid numa_zonelist_order value:  "
1691                         "%s\n", s);
1692                 return -EINVAL;
1693         }
1694         return 0;
1695 }
1696
1697 static __init int setup_numa_zonelist_order(char *s)
1698 {
1699         if (s)
1700                 return __parse_numa_zonelist_order(s);
1701         return 0;
1702 }
1703 early_param("numa_zonelist_order", setup_numa_zonelist_order);
1704
1705 /*
1706  * sysctl handler for numa_zonelist_order
1707  */
1708 int numa_zonelist_order_handler(ctl_table *table, int write,
1709                 struct file *file, void __user *buffer, size_t *length,
1710                 loff_t *ppos)
1711 {
1712         char saved_string[NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN];
1713         int ret;
1714
1715         if (write)
1716                 strncpy(saved_string, (char*)table->data,
1717                         NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1718         ret = proc_dostring(table, write, file, buffer, length, ppos);
1719         if (ret)
1720                 return ret;
1721         if (write) {
1722                 int oldval = user_zonelist_order;
1723                 if (__parse_numa_zonelist_order((char*)table->data)) {
1724                         /*
1725                          * bogus value.  restore saved string
1726                          */
1727                         strncpy((char*)table->data, saved_string,
1728                                 NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN);
1729                         user_zonelist_order = oldval;
1730                 } else if (oldval != user_zonelist_order)
1731                         build_all_zonelists();
1732         }
1733         return 0;
1734 }
1735
1736
1737 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1738 static int node_load[MAX_NUMNODES];
1739
1740 /**
1741  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1742  * @node: node whose fallback list we're appending
1743  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1744  *
1745  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1746  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1747  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1748  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1749  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1750  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1751  * on them otherwise.
1752  * It returns -1 if no node is found.
1753  */
1754 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1755 {
1756         int n, val;
1757         int min_val = INT_MAX;
1758         int best_node = -1;
1759
1760         /* Use the local node if we haven't already */
1761         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1762                 node_set(node, *used_node_mask);
1763                 return node;
1764         }
1765
1766         for_each_online_node(n) {
1767                 cpumask_t tmp;
1768
1769                 /* Don't want a node to appear more than once */
1770                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1771                         continue;
1772
1773                 /* Use the distance array to find the distance */
1774                 val = node_distance(node, n);
1775
1776                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1777                 val += (n < node);
1778
1779                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1780                 tmp = node_to_cpumask(n);
1781                 if (!cpus_empty(tmp))
1782                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1783
1784                 /* Slight preference for less loaded node */
1785                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1786                 val += node_load[n];
1787
1788                 if (val < min_val) {
1789                         min_val = val;
1790                         best_node = n;
1791                 }
1792         }
1793
1794         if (best_node >= 0)
1795                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1796
1797         return best_node;
1798 }
1799
1800
1801 /*
1802  * Build zonelists ordered by node and zones within node.
1803  * This results in maximum locality--normal zone overflows into local
1804  * DMA zone, if any--but risks exhausting DMA zone.
1805  */
1806 static void build_zonelists_in_node_order(pg_data_t *pgdat, int node)
1807 {
1808         enum zone_type i;
1809         int j;
1810         struct zonelist *zonelist;
1811
1812         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1813                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1814                 for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++)
1815                         ;
1816                 j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1817                 zonelist->zones[j] = NULL;
1818         }
1819 }
1820
1821 /*
1822  * Build zonelists ordered by zone and nodes within zones.
1823  * This results in conserving DMA zone[s] until all Normal memory is
1824  * exhausted, but results in overflowing to remote node while memory
1825  * may still exist in local DMA zone.
1826  */
1827 static int node_order[MAX_NUMNODES];
1828
1829 static void build_zonelists_in_zone_order(pg_data_t *pgdat, int nr_nodes)
1830 {
1831         enum zone_type i;
1832         int pos, j, node;
1833         int zone_type;          /* needs to be signed */
1834         struct zone *z;
1835         struct zonelist *zonelist;
1836
1837         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1838                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1839                 pos = 0;
1840                 for (zone_type = i; zone_type >= 0; zone_type--) {
1841                         for (j = 0; j < nr_nodes; j++) {
1842                                 node = node_order[j];
1843                                 z = &NODE_DATA(node)->node_zones[zone_type];
1844                                 if (populated_zone(z)) {
1845                                         zonelist->zones[pos++] = z;
1846                                         check_highest_zone(zone_type);
1847                                 }
1848                         }
1849                 }
1850                 zonelist->zones[pos] = NULL;
1851         }
1852 }
1853
1854 static int default_zonelist_order(void)
1855 {
1856         int nid, zone_type;
1857         unsigned long low_kmem_size,total_size;
1858         struct zone *z;
1859         int average_size;
1860         /*
1861          * ZONE_DMA and ZONE_DMA32 can be very small area in the sytem.
1862          * If they are really small and used heavily, the system can fall
1863          * into OOM very easily.
1864          * This function detect ZONE_DMA/DMA32 size and confgigures zone order.
1865          */
1866         /* Is there ZONE_NORMAL ? (ex. ppc has only DMA zone..) */
1867         low_kmem_size = 0;
1868         total_size = 0;
1869         for_each_online_node(nid) {
1870                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
1871                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
1872                         if (populated_zone(z)) {
1873                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
1874                                         low_kmem_size += z->present_pages;
1875                                 total_size += z->present_pages;
1876                         }
1877                 }
1878         }
1879         if (!low_kmem_size ||  /* there are no DMA area. */
1880             low_kmem_size > total_size/2) /* DMA/DMA32 is big. */
1881                 return ZONELIST_ORDER_NODE;
1882         /*
1883          * look into each node's config.
1884          * If there is a node whose DMA/DMA32 memory is very big area on
1885          * local memory, NODE_ORDER may be suitable.
1886          */
1887         average_size = total_size / (num_online_nodes() + 1);
1888         for_each_online_node(nid) {
1889                 low_kmem_size = 0;
1890                 total_size = 0;
1891                 for (zone_type = 0; zone_type < MAX_NR_ZONES; zone_type++) {
1892                         z = &NODE_DATA(nid)->node_zones[zone_type];
1893                         if (populated_zone(z)) {
1894                                 if (zone_type < ZONE_NORMAL)
1895                                         low_kmem_size += z->present_pages;
1896                                 total_size += z->present_pages;
1897                         }
1898                 }
1899                 if (low_kmem_size &&
1900                     total_size > average_size && /* ignore small node */
1901                     low_kmem_size > total_size * 70/100)
1902                         return ZONELIST_ORDER_NODE;
1903         }
1904         return ZONELIST_ORDER_ZONE;
1905 }
1906
1907 static void set_zonelist_order(void)
1908 {
1909         if (user_zonelist_order == ZONELIST_ORDER_DEFAULT)
1910                 current_zonelist_order = default_zonelist_order();
1911         else
1912                 current_zonelist_order = user_zonelist_order;
1913 }
1914
1915 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1916 {
1917         int j, node, load;
1918         enum zone_type i;
1919         nodemask_t used_mask;
1920         int local_node, prev_node;
1921         struct zonelist *zonelist;
1922         int order = current_zonelist_order;
1923
1924         /* initialize zonelists */
1925         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1926                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1927                 zonelist->zones[0] = NULL;
1928         }
1929
1930         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1931         local_node = pgdat->node_id;
1932         load = num_online_nodes();
1933         prev_node = local_node;
1934         nodes_clear(used_mask);
1935
1936         memset(node_load, 0, sizeof(node_load));
1937         memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
1938         j = 0;
1939
1940         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1941                 int distance = node_distance(local_node, node);
1942
1943                 /*
1944                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1945                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1946                  */
1947                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1948                         zone_reclaim_mode = 1;
1949
1950                 /*
1951                  * We don't want to pressure a particular node.
1952                  * So adding penalty to the first node in same
1953                  * distance group to make it round-robin.
1954                  */
1955                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1956                         node_load[node] = load;
1957
1958                 prev_node = node;
1959                 load--;
1960                 if (order == ZONELIST_ORDER_NODE)
1961                         build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
1962                 else
1963                         node_order[j++] = node; /* remember order */
1964         }
1965
1966         if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) {
1967                 /* calculate node order -- i.e., DMA last! */
1968                 build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
1969         }
1970 }
1971
1972 /* Construct the zonelist performance cache - see further mmzone.h */
1973 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
1974 {
1975         int i;
1976
1977         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1978                 struct zonelist *zonelist;
1979                 struct zonelist_cache *zlc;
1980                 struct zone **z;
1981
1982                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1983                 zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
1984                 bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
1985                 for (z = zonelist->zones; *z; z++)
1986                         zlc->z_to_n[z - zonelist->zones] = zone_to_nid(*z);
1987         }
1988 }
1989
1990
1991 #else   /* CONFIG_NUMA */
1992
1993 static void set_zonelist_order(void)
1994 {
1995         current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
1996 }
1997
1998 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1999 {
2000         int node, local_node;
2001         enum zone_type i,j;
2002
2003         local_node = pgdat->node_id;
2004         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2005                 struct zonelist *zonelist;
2006
2007                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
2008
2009                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
2010                 /*
2011                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
2012                  * of all the other nodes.
2013                  * We don't want to pressure a particular node, so when
2014                  * building the zones for node N, we make sure that the
2015                  * zones coming right after the local ones are those from
2016                  * node N+1 (modulo N)
2017                  */
2018                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
2019                         if (!node_online(node))
2020                                 continue;
2021                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2022                 }
2023                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
2024                         if (!node_online(node))
2025                                 continue;
2026                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
2027                 }
2028
2029                 zonelist->zones[j] = NULL;
2030         }
2031 }
2032
2033 /* non-NUMA variant of zonelist performance cache - just NULL zlcache_ptr */
2034 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat)
2035 {
2036         int i;
2037
2038         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2039                 pgdat->node_zonelists[i].zlcache_ptr = NULL;
2040 }
2041
2042 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2043
2044 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
2045 static int __build_all_zonelists(void *dummy)
2046 {
2047         int nid;
2048
2049         for_each_online_node(nid) {
2050                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
2051                 build_zonelist_cache(NODE_DATA(nid));
2052         }
2053         return 0;
2054 }
2055
2056 void build_all_zonelists(void)
2057 {
2058         set_zonelist_order();
2059
2060         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2061                 __build_all_zonelists(NULL);
2062                 cpuset_init_current_mems_allowed();
2063         } else {
2064                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
2065                    of zonelist */
2066                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
2067                 /* cpuset refresh routine should be here */
2068         }
2069         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
2070         printk("Built %i zonelists in %s order.  Total pages: %ld\n",
2071                         num_online_nodes(),
2072                         zonelist_order_name[current_zonelist_order],
2073                         vm_total_pages);
2074 #ifdef CONFIG_NUMA
2075         printk("Policy zone: %s\n", zone_names[policy_zone]);
2076 #endif
2077 }
2078
2079 /*
2080  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
2081  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
2082  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
2083  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
2084  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
2085  * conservative, even though it seems large.
2086  *
2087  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
2088  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
2089  */
2090 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
2091
2092 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2093 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2094 {
2095         unsigned long size = 1;
2096
2097         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
2098
2099         while (size < pages)
2100                 size <<= 1;
2101
2102         /*
2103          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
2104          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
2105          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
2106          */
2107         size = min(size, 4096UL);
2108
2109         return max(size, 4UL);
2110 }
2111 #else
2112 /*
2113  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
2114  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
2115  *
2116  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
2117  *
2118  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
2119  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
2120  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
2121  *
2122  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
2123  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
2124  *
2125  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
2126  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
2127  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
2128  */
2129 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
2130 {
2131         return 4096UL;
2132 }
2133 #endif
2134
2135 /*
2136  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
2137  * to extract the more random high bits from the multiplicative
2138  * hash function before the remainder is taken.
2139  */
2140 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
2141 {
2142         return ffz(~size);
2143 }
2144
2145 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
2146
2147 /*
2148  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
2149  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
2150  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
2151  */
2152 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
2153                 unsigned long start_pfn, enum memmap_context context)
2154 {
2155         struct page *page;
2156         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
2157         unsigned long pfn;
2158
2159         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
2160                 /*
2161                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s
2162                  * handed to this function.  They do not
2163                  * exist on hotplugged memory.
2164                  */
2165                 if (context == MEMMAP_EARLY) {
2166                         if (!early_pfn_valid(pfn))
2167                                 continue;
2168                         if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
2169                                 continue;
2170                 }
2171                 page = pfn_to_page(pfn);
2172                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
2173                 init_page_count(page);
2174                 reset_page_mapcount(page);
2175                 SetPageReserved(page);
2176                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2177 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
2178                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
2179                 if (!is_highmem_idx(zone))
2180                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
2181 #endif
2182         }
2183 }
2184
2185 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
2186                                 unsigned long size)
2187 {
2188         int order;
2189         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
2190                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
2191                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
2192         }
2193 }
2194
2195 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
2196 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
2197         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn), MEMMAP_EARLY)
2198 #endif
2199
2200 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
2201 {
2202         int batch;
2203
2204         /*
2205          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
2206          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
2207          *
2208          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
2209          */
2210         batch = zone->present_pages / 1024;
2211         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
2212                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
2213         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
2214         if (batch < 1)
2215                 batch = 1;
2216
2217         /*
2218          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
2219          * of 2 value was found to be more likely to have
2220          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
2221          *
2222          * For example if 2 tasks are alternately allocating
2223          * batches of pages, one task can end up with a lot
2224          * of pages of one half of the possible page colors
2225          * and the other with pages of the other colors.
2226          */
2227         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
2228
2229         return batch;
2230 }
2231
2232 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
2233 {
2234         struct per_cpu_pages *pcp;
2235
2236         memset(p, 0, sizeof(*p));
2237
2238         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
2239         pcp->count = 0;
2240         pcp->high = 6 * batch;
2241         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
2242         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2243
2244         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
2245         pcp->count = 0;
2246         pcp->high = 2 * batch;
2247         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
2248         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
2249 }
2250
2251 /*
2252  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
2253  * to the value high for the pageset p.
2254  */
2255
2256 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
2257                                 unsigned long high)
2258 {
2259         struct per_cpu_pages *pcp;
2260
2261         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
2262         pcp->high = high;
2263         pcp->batch = max(1UL, high/4);
2264         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
2265                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
2266 }
2267
2268
2269 #ifdef CONFIG_NUMA
2270 /*
2271  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
2272  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
2273  * that an item put on a list will immediately be handed over to
2274  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
2275  * with interrupts disabled.
2276  *
2277  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
2278  *
2279  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
2280  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
2281  * hotplugged processors.
2282  *
2283  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
2284  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
2285  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
2286  */
2287 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
2288
2289 /*
2290  * Dynamically allocate memory for the
2291  * per cpu pageset array in struct zone.
2292  */
2293 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
2294 {
2295         struct zone *zone, *dzone;
2296
2297         for_each_zone(zone) {
2298
2299                 if (!populated_zone(zone))
2300                         continue;
2301
2302                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
2303                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
2304                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
2305                         goto bad;
2306
2307                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
2308
2309                 if (percpu_pagelist_fraction)
2310                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
2311                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
2312         }
2313
2314         return 0;
2315 bad:
2316         for_each_zone(dzone) {
2317                 if (dzone == zone)
2318                         break;
2319                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
2320                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
2321         }
2322         return -ENOMEM;
2323 }
2324
2325 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
2326 {
2327         struct zone *zone;
2328
2329         for_each_zone(zone) {
2330                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
2331
2332                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
2333                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
2334                         kfree(pset);
2335                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
2336         }
2337 }
2338
2339 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2340                 unsigned long action,
2341                 void *hcpu)
2342 {
2343         int cpu = (long)hcpu;
2344         int ret = NOTIFY_OK;
2345
2346         switch (action) {
2347         case CPU_UP_PREPARE:
2348         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2349                 if (process_zones(cpu))
2350                         ret = NOTIFY_BAD;
2351                 break;
2352         case CPU_UP_CANCELED:
2353         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2354         case CPU_DEAD:
2355         case CPU_DEAD_FROZEN:
2356                 free_zone_pagesets(cpu);
2357                 break;
2358         default:
2359                 break;
2360         }
2361         return ret;
2362 }
2363
2364 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
2365         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
2366
2367 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
2368 {
2369         int err;
2370
2371         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
2372          * A cpuup callback will do this for every cpu
2373          * as it comes online
2374          */
2375         err = process_zones(smp_processor_id());
2376         BUG_ON(err);
2377         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
2378 }
2379
2380 #endif
2381
2382 static noinline __init_refok
2383 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
2384 {
2385         int i;
2386         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2387         size_t alloc_size;
2388
2389         /*
2390          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
2391          * per zone.
2392          */
2393         zone->wait_table_hash_nr_entries =
2394                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
2395         zone->wait_table_bits =
2396                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
2397         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
2398                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
2399
2400         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
2401                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
2402                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
2403         } else {
2404                 /*
2405                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
2406                  * via memory hot-add.
2407                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
2408                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
2409                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
2410                  * node itself as well.
2411                  * To use this new node's memory, further consideration will be
2412                  * necessary.
2413                  */
2414                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
2415         }
2416         if (!zone->wait_table)
2417                 return -ENOMEM;
2418
2419         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
2420                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
2421
2422         return 0;
2423 }
2424
2425 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
2426 {
2427         int cpu;
2428         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
2429
2430         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
2431 #ifdef CONFIG_NUMA
2432                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
2433                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
2434                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
2435 #else
2436                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
2437 #endif
2438         }
2439         if (zone->present_pages)
2440                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
2441                         zone->name, zone->present_pages, batch);
2442 }
2443
2444 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
2445                                         unsigned long zone_start_pfn,
2446                                         unsigned long size,
2447                                         enum memmap_context context)
2448 {
2449         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
2450         int ret;
2451         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
2452         if (ret)
2453                 return ret;
2454         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
2455
2456         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
2457
2458         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
2459
2460         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
2461
2462         return 0;
2463 }
2464
2465 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2466 /*
2467  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
2468  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
2469  */
2470 static int __meminit first_active_region_index_in_nid(int nid)
2471 {
2472         int i;
2473
2474         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2475                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2476                         return i;
2477
2478         return -1;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2483  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2484  */
2485 static int __meminit next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2486 {
2487         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2488                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2489                         return index;
2490
2491         return -1;
2492 }
2493
2494 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2495 /*
2496  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2497  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2498  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2499  * alternative
2500  */
2501 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2502 {
2503         int i;
2504
2505         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2506                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2507                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2508
2509                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2510                         return early_node_map[i].nid;
2511         }
2512
2513         return 0;
2514 }
2515 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2516
2517 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2518 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2519         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2520                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2521
2522 /**
2523  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2524  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed.
2525  * @max_low_pfn: The highest PFN that will be passed to free_bootmem_node
2526  *
2527  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2528  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2529  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2530  */
2531 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2532                                                 unsigned long max_low_pfn)
2533 {
2534         int i;
2535
2536         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2537                 unsigned long size_pages = 0;
2538                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2539
2540                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2541                         continue;
2542
2543                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2544                         end_pfn = max_low_pfn;
2545
2546                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2547                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2548                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2549                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2550         }
2551 }
2552
2553 /**
2554  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2555  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used.
2556  *
2557  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2558  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2559  * function may be used instead of calling memory_present() manually.
2560  */
2561 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2562 {
2563         int i;
2564
2565         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2566                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2567                                 early_node_map[i].start_pfn,
2568                                 early_node_map[i].end_pfn);
2569 }
2570
2571 /**
2572  * push_node_boundaries - Push node boundaries to at least the requested boundary
2573  * @nid: The nid of the node to push the boundary for
2574  * @start_pfn: The start pfn of the node
2575  * @end_pfn: The end pfn of the node
2576  *
2577  * In reserve-based hot-add, mem_map is allocated that is unused until hotadd
2578  * time. Specifically, on x86_64, SRAT will report ranges that can potentially
2579  * be hotplugged even though no physical memory exists. This function allows
2580  * an arch to push out the node boundaries so mem_map is allocated that can
2581  * be used later.
2582  */
2583 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
2584 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2585                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2586 {
2587         printk(KERN_DEBUG "Entering push_node_boundaries(%u, %lu, %lu)\n",
2588                         nid, start_pfn, end_pfn);
2589
2590         /* Initialise the boundary for this node if necessary */
2591         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2592                 node_boundary_start_pfn[nid] = -1UL;
2593
2594         /* Update the boundaries */
2595         if (node_boundary_start_pfn[nid] > start_pfn)
2596                 node_boundary_start_pfn[nid] = start_pfn;
2597         if (node_boundary_end_pfn[nid] < end_pfn)
2598                 node_boundary_end_pfn[nid] = end_pfn;
2599 }
2600
2601 /* If necessary, push the node boundary out for reserve hotadd */
2602 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2603                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2604 {
2605         printk(KERN_DEBUG "Entering account_node_boundary(%u, %lu, %lu)\n",
2606                         nid, *start_pfn, *end_pfn);
2607
2608         /* Return if boundary information has not been provided */
2609         if (node_boundary_end_pfn[nid] == 0)
2610                 return;
2611
2612         /* Check the boundaries and update if necessary */
2613         if (node_boundary_start_pfn[nid] < *start_pfn)
2614                 *start_pfn = node_boundary_start_pfn[nid];
2615         if (node_boundary_end_pfn[nid] > *end_pfn)
2616                 *end_pfn = node_boundary_end_pfn[nid];
2617 }
2618 #else
2619 void __init push_node_boundaries(unsigned int nid,
2620                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn) {}
2621
2622 static void __init account_node_boundary(unsigned int nid,
2623                 unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn) {}
2624 #endif
2625
2626
2627 /**
2628  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2629  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
2630  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
2631  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
2632  *
2633  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2634  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2635  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2636  * PFNs will be 0.
2637  */
2638 void __meminit get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2639                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2640 {
2641         int i;
2642         *start_pfn = -1UL;
2643         *end_pfn = 0;
2644
2645         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2646                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2647                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2648         }
2649
2650         if (*start_pfn == -1UL) {
2651                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2652                 *start_pfn = 0;
2653         }
2654
2655         /* Push the node boundaries out if requested */
2656         account_node_boundary(nid, start_pfn, end_pfn);
2657 }
2658
2659 /*
2660  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2661  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2662  */
2663 unsigned long __meminit zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2664                                         unsigned long zone_type,
2665                                         unsigned long *ignored)
2666 {
2667         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2668         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2669
2670         /* Get the start and end of the node and zone */
2671         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2672         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2673         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2674
2675         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2676         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2677                 return 0;
2678
2679         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2680         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2681         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2682
2683         /* Return the spanned pages */
2684         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2685 }
2686
2687 /*
2688  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2689  * then all holes in the requested range will be accounted for.
2690  */
2691 unsigned long __meminit __absent_pages_in_range(int nid,
2692                                 unsigned long range_start_pfn,
2693                                 unsigned long range_end_pfn)
2694 {
2695         int i = 0;
2696         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2697         unsigned long start_pfn;
2698
2699         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2700         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2701         if (i == -1)
2702                 return 0;
2703
2704         /* Account for ranges before physical memory on this node */
2705         if (early_node_map[i].start_pfn > range_start_pfn)
2706                 hole_pages = early_node_map[i].start_pfn - range_start_pfn;
2707
2708         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2709
2710         /* Find all holes for the zone within the node */
2711         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2712
2713                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2714                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2715                         break;
2716
2717                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2718                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2719                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2720
2721                 /* Update the hole size cound and move on */
2722                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2723                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2724                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2725                 }
2726                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2727         }
2728
2729         /* Account for ranges past physical memory on this node */
2730         if (range_end_pfn > prev_end_pfn)
2731                 hole_pages += range_end_pfn -
2732                                 max(range_start_pfn, prev_end_pfn);
2733
2734         return hole_pages;
2735 }
2736
2737 /**
2738  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2739  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2740  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2741  *
2742  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range.
2743  */
2744 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2745                                                         unsigned long end_pfn)
2746 {
2747         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2748 }
2749
2750 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2751 unsigned long __meminit zone_absent_pages_in_node(int nid,
2752                                         unsigned long zone_type,
2753                                         unsigned long *ignored)
2754 {
2755         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2756         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2757
2758         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2759         zone_start_pfn = max(arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2760                                                         node_start_pfn);
2761         zone_end_pfn = min(arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type],
2762                                                         node_end_pfn);
2763
2764         return __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
2765 }
2766
2767 #else
2768 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2769                                         unsigned long zone_type,
2770                                         unsigned long *zones_size)
2771 {
2772         return zones_size[zone_type];
2773 }
2774
2775 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2776                                                 unsigned long zone_type,
2777                                                 unsigned long *zholes_size)
2778 {
2779         if (!zholes_size)
2780                 return 0;
2781
2782         return zholes_size[zone_type];
2783 }
2784
2785 #endif
2786
2787 static void __meminit calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2788                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2789 {
2790         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2791         enum zone_type i;
2792
2793         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2794                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2795                                                                 zones_size);
2796         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2797
2798         realtotalpages = totalpages;
2799         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2800                 realtotalpages -=
2801                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2802                                                                 zholes_size);
2803         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2804         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2805                                                         realtotalpages);
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Set up the zone data structures:
2810  *   - mark all pages reserved
2811  *   - mark all memory queues empty
2812  *   - clear the memory bitmaps
2813  */
2814 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2815                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2816 {
2817         enum zone_type j;
2818         int nid = pgdat->node_id;
2819         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2820         int ret;
2821
2822         pgdat_resize_init(pgdat);
2823         pgdat->nr_zones = 0;
2824         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2825         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2826         
2827         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2828                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2829                 unsigned long size, realsize, memmap_pages;
2830
2831                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2832                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2833                                                                 zholes_size);
2834
2835                 /*
2836                  * Adjust realsize so that it accounts for how much memory
2837                  * is used by this zone for memmap. This affects the watermark
2838                  * and per-cpu initialisations
2839                  */
2840                 memmap_pages = (size * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT;
2841                 if (realsize >= memmap_pages) {
2842                         realsize -= memmap_pages;
2843                         printk(KERN_DEBUG
2844                                 "  %s zone: %lu pages used for memmap\n",
2845                                 zone_names[j], memmap_pages);
2846                 } else
2847                         printk(KERN_WARNING
2848                                 "  %s zone: %lu pages exceeds realsize %lu\n",
2849                                 zone_names[j], memmap_pages, realsize);
2850
2851                 /* Account for reserved pages */
2852                 if (j == 0 && realsize > dma_reserve) {
2853                         realsize -= dma_reserve;
2854                         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages reserved\n",
2855                                         zone_names[0], dma_reserve);
2856                 }
2857
2858                 if (!is_highmem_idx(j))
2859                         nr_kernel_pages += realsize;
2860                 nr_all_pages += realsize;
2861
2862                 zone->spanned_pages = size;
2863                 zone->present_pages = realsize;
2864 #ifdef CONFIG_NUMA
2865                 zone->node = nid;
2866                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2867                                                 / 100;
2868                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2869 #endif
2870                 zone->name = zone_names[j];
2871                 spin_lock_init(&zone->lock);
2872                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2873                 zone_seqlock_init(zone);
2874                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2875
2876                 zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2877
2878                 zone_pcp_init(zone);
2879                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2880                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2881                 zone->nr_scan_active = 0;
2882                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2883                 zap_zone_vm_stats(zone);
2884                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2885                 if (!size)
2886                         continue;
2887
2888                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn,
2889                                                 size, MEMMAP_EARLY);
2890                 BUG_ON(ret);
2891                 zone_start_pfn += size;
2892         }
2893 }
2894
2895 static void __init_refok alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2896 {
2897         /* Skip empty nodes */
2898         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2899                 return;
2900
2901 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2902         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2903         if (!pgdat->node_mem_map) {
2904                 unsigned long size, start, end;
2905                 struct page *map;
2906
2907                 /*
2908                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2909                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2910                  * for the buddy allocator to function correctly.
2911                  */
2912                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2913                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2914                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2915                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2916                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2917                 if (!map)
2918                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2919                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2920         }
2921 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2922         /*
2923          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2924          */
2925         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2926                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2927 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2928                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2929                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2930 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2931         }
2932 #endif
2933 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2934 }
2935
2936 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2937                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2938                 unsigned long *zholes_size)
2939 {
2940         pgdat->node_id = nid;
2941         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2942         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2943
2944         alloc_node_mem_map(pgdat);
2945
2946         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2947 }
2948
2949 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2950
2951 #if MAX_NUMNODES > 1
2952 /*
2953  * Figure out the number of possible node ids.
2954  */
2955 static void __init setup_nr_node_ids(void)
2956 {
2957         unsigned int node;
2958         unsigned int highest = 0;
2959
2960         for_each_node_mask(node, node_possible_map)
2961                 highest = node;
2962         nr_node_ids = highest + 1;
2963 }
2964 #else
2965 static inline void setup_nr_node_ids(void)
2966 {
2967 }
2968 #endif
2969
2970 /**
2971  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2972  * @nid: The node ID the range resides on
2973  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2974  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2975  *
2976  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2977  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2978  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2979  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2980  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2981  */
2982 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2983                                                 unsigned long end_pfn)
2984 {
2985         int i;
2986
2987         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2988                           "%d entries of %d used\n",
2989                           nid, start_pfn, end_pfn,
2990                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2991
2992         /* Merge with existing active regions if possible */
2993         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2994                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2995                         continue;
2996
2997                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2998                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2999                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
3000                         return;
3001
3002                 /* Merge forward if suitable */
3003                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
3004                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
3005                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3006                         return;
3007                 }
3008
3009                 /* Merge backward if suitable */
3010                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
3011                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
3012                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3013                         return;
3014                 }
3015         }
3016
3017         /* Check that early_node_map is large enough */
3018         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
3019                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
3020                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
3021                 return;
3022         }
3023
3024         early_node_map[i].nid = nid;
3025         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
3026         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
3027         nr_nodemap_entries = i + 1;
3028 }
3029
3030 /**
3031  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
3032  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
3033  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
3034  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
3035  *
3036  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
3037  * The map is kept at the end physical page range that has already been
3038  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
3039  * an existing registered range.
3040  */
3041 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
3042                                                 unsigned long new_end_pfn)
3043 {
3044         int i;
3045
3046         /* Find the old active region end and shrink */
3047         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3048                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
3049                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
3050                         break;
3051                 }
3052 }
3053
3054 /**
3055  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
3056  *
3057  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
3058  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
3059  * all currently registered regions.
3060  */
3061 void __init remove_all_active_ranges(void)
3062 {
3063         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
3064         nr_nodemap_entries = 0;
3065 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE
3066         memset(node_boundary_start_pfn, 0, sizeof(node_boundary_start_pfn));
3067         memset(node_boundary_end_pfn, 0, sizeof(node_boundary_end_pfn));
3068 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_RESERVE */
3069 }
3070
3071 /* Compare two active node_active_regions */
3072 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
3073 {
3074         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
3075         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
3076
3077         /* Done this way to avoid overflows */
3078         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
3079                 return 1;
3080         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
3081                 return -1;
3082
3083         return 0;
3084 }
3085
3086 /* sort the node_map by start_pfn */
3087 static void __init sort_node_map(void)
3088 {
3089         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
3090                         sizeof(struct node_active_region),
3091                         cmp_node_active_region, NULL);
3092 }
3093
3094 /* Find the lowest pfn for a node */
3095 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
3096 {
3097         int i;
3098         unsigned long min_pfn = ULONG_MAX;
3099
3100         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
3101         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
3102                 min_pfn = min(min_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
3103
3104         if (min_pfn == ULONG_MAX) {
3105                 printk(KERN_WARNING
3106                         "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
3107                 return 0;
3108         }
3109
3110         return min_pfn;
3111 }
3112
3113 /**
3114  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
3115  *
3116  * It returns the minimum PFN based on information provided via
3117  * add_active_range().
3118  */
3119 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
3120 {
3121         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
3122 }
3123
3124 /**
3125  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
3126  *
3127  * It returns the maximum PFN based on information provided via
3128  * add_active_range().
3129  */
3130 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
3131 {
3132         int i;
3133         unsigned long max_pfn = 0;
3134
3135         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3136                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
3137
3138         return max_pfn;
3139 }
3140
3141 /**
3142  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
3143  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
3144  *
3145  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
3146  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
3147  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
3148  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
3149  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
3150  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
3151  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
3152  * at arch_max_dma_pfn.
3153  */
3154 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
3155 {
3156         unsigned long nid;
3157         enum zone_type i;
3158
3159         /* Sort early_node_map as initialisation assumes it is sorted */
3160         sort_node_map();
3161
3162         /* Record where the zone boundaries are */
3163         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
3164                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
3165         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
3166                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
3167         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
3168         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
3169         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3170                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
3171                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
3172                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
3173                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
3174         }
3175
3176         /* Print out the zone ranges */
3177         printk("Zone PFN ranges:\n");
3178         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
3179                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
3180                                 zone_names[i],
3181                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
3182                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
3183
3184         /* Print out the early_node_map[] */
3185         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
3186         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
3187                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
3188                                                 early_node_map[i].start_pfn,
3189                                                 early_node_map[i].end_pfn);
3190
3191         /* Initialise every node */
3192         setup_nr_node_ids();
3193         for_each_online_node(nid) {
3194                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3195                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
3196                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
3197         }
3198 }
3199 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
3200
3201 /**
3202  * set_dma_reserve - set the specified number of pages reserved in the first zone
3203  * @new_dma_reserve: The number of pages to mark reserved
3204  *
3205  * The per-cpu batchsize and zone watermarks are determined by present_pages.
3206  * In the DMA zone, a significant percentage may be consumed by kernel image
3207  * and other unfreeable allocations which can skew the watermarks badly. This
3208  * function may optionally be used to account for unfreeable pages in the
3209  * first zone (e.g., ZONE_DMA). The effect will be lower watermarks and
3210  * smaller per-cpu batchsize.
3211  */
3212 void __init set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve)
3213 {
3214         dma_reserve = new_dma_reserve;
3215 }
3216
3217 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
3218 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
3219 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
3220
3221 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
3222 #endif
3223
3224 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
3225 {
3226         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
3227                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
3228 }
3229
3230 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3231                                  unsigned long action, void *hcpu)
3232 {
3233         int cpu = (unsigned long)hcpu;
3234
3235         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
3236                 local_irq_disable();
3237                 __drain_pages(cpu);
3238                 vm_events_fold_cpu(cpu);
3239                 local_irq_enable();
3240                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
3241         }
3242         return NOTIFY_OK;
3243 }
3244
3245 void __init page_alloc_init(void)
3246 {
3247         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
3248 }
3249
3250 /*
3251  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
3252  *      or min_free_kbytes changes.
3253  */
3254 static void calculate_totalreserve_pages(void)
3255 {
3256         struct pglist_data *pgdat;
3257         unsigned long reserve_pages = 0;
3258         enum zone_type i, j;
3259
3260         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3261                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
3262                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3263                         unsigned long max = 0;
3264
3265                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
3266                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3267                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
3268                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
3269                         }
3270
3271                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
3272                         max += zone->pages_high;
3273
3274                         if (max > zone->present_pages)
3275                                 max = zone->present_pages;
3276                         reserve_pages += max;
3277                 }
3278         }
3279         totalreserve_pages = reserve_pages;
3280 }
3281
3282 /*
3283  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
3284  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
3285  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
3286  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
3287  */
3288 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
3289 {
3290         struct pglist_data *pgdat;
3291         enum zone_type j, idx;
3292
3293         for_each_online_pgdat(pgdat) {
3294                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
3295                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
3296                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
3297
3298                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
3299
3300                         idx = j;
3301                         while (idx) {
3302                                 struct zone *lower_zone;
3303
3304                                 idx--;
3305
3306                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
3307                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
3308
3309                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
3310                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
3311                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
3312                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
3313                         }
3314                 }
3315         }
3316
3317         /* update totalreserve_pages */
3318         calculate_totalreserve_pages();
3319 }
3320
3321 /**
3322  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.
3323  *
3324  * Ensures that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly
3325  * with respect to min_free_kbytes.
3326  */
3327 void setup_per_zone_pages_min(void)
3328 {
3329         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
3330         unsigned long lowmem_pages = 0;
3331         struct zone *zone;
3332         unsigned long flags;
3333
3334         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
3335         for_each_zone(zone) {
3336                 if (!is_highmem(zone))
3337                         lowmem_pages += zone->present_pages;
3338         }
3339
3340         for_each_zone(zone) {
3341                 u64 tmp;
3342
3343                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3344                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
3345                 do_div(tmp, lowmem_pages);
3346                 if (is_highmem(zone)) {
3347                         /*
3348                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
3349                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
3350                          * value here.
3351                          *
3352                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
3353                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
3354                          * not be capped for highmem.
3355                          */
3356                         int min_pages;
3357
3358                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
3359                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
3360                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
3361                         if (min_pages > 128)
3362                                 min_pages = 128;
3363                         zone->pages_min = min_pages;
3364                 } else {
3365                         /*
3366                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
3367                          * proportionate to the zone's size.
3368                          */
3369                         zone->pages_min = tmp;
3370                 }
3371
3372                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
3373                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
3374                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3375         }
3376
3377         /* update totalreserve_pages */
3378         calculate_totalreserve_pages();
3379 }
3380
3381 /*
3382  * Initialise min_free_kbytes.
3383  *
3384  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
3385  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
3386  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
3387  *
3388  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
3389  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
3390  *
3391  * which yields
3392  *
3393  * 16MB:        512k
3394  * 32MB:        724k
3395  * 64MB:        1024k
3396  * 128MB:       1448k
3397  * 256MB:       2048k
3398  * 512MB:       2896k
3399  * 1024MB:      4096k
3400  * 2048MB:      5792k
3401  * 4096MB:      8192k
3402  * 8192MB:      11584k
3403  * 16384MB:     16384k
3404  */
3405 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
3406 {
3407         unsigned long lowmem_kbytes;
3408
3409         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
3410
3411         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
3412         if (min_free_kbytes < 128)
3413                 min_free_kbytes = 128;
3414         if (min_free_kbytes > 65536)
3415                 min_free_kbytes = 65536;
3416         setup_per_zone_pages_min();
3417         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3418         return 0;
3419 }
3420 module_init(init_per_zone_pages_min)
3421
3422 /*
3423  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
3424  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
3425  *      changes.
3426  */
3427 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
3428         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3429 {
3430         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
3431         if (write)
3432                 setup_per_zone_pages_min();
3433         return 0;
3434 }
3435
3436 #ifdef CONFIG_NUMA
3437 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3438         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3439 {
3440         struct zone *zone;
3441         int rc;
3442
3443         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3444         if (rc)
3445                 return rc;
3446
3447         for_each_zone(zone)
3448                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
3449                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
3450         return 0;
3451 }
3452
3453 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3454         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3455 {
3456         struct zone *zone;
3457         int rc;
3458
3459         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3460         if (rc)
3461                 return rc;
3462
3463         for_each_zone(zone)
3464                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
3465                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
3466         return 0;
3467 }
3468 #endif
3469
3470 /*
3471  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
3472  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
3473  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
3474  *
3475  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
3476  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
3477  * if in function of the boot time zone sizes.
3478  */
3479 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3480         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3481 {
3482         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3483         setup_per_zone_lowmem_reserve();
3484         return 0;
3485 }
3486
3487 /*
3488  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
3489  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
3490  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
3491  */
3492
3493 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
3494         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
3495 {
3496         struct zone *zone;
3497         unsigned int cpu;
3498         int ret;
3499
3500         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
3501         if (!write || (ret == -EINVAL))
3502                 return ret;
3503         for_each_zone(zone) {
3504                 for_each_online_cpu(cpu) {
3505                         unsigned long  high;
3506                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
3507                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
3508                 }
3509         }
3510         return 0;
3511 }
3512
3513 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
3514
3515 #ifdef CONFIG_NUMA
3516 static int __init set_hashdist(char *str)
3517 {
3518         if (!str)
3519                 return 0;
3520         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
3521         return 1;
3522 }
3523 __setup("hashdist=", set_hashdist);
3524 #endif
3525
3526 /*
3527  * allocate a large system hash table from bootmem
3528  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
3529  *   quantity of entries
3530  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
3531  */
3532 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
3533                                      unsigned long bucketsize,
3534                                      unsigned long numentries,
3535                                      int scale,
3536                                      int flags,
3537                                      unsigned int *_hash_shift,
3538                                      unsigned int *_hash_mask,
3539                                      unsigned long limit)
3540 {
3541         unsigned long long max = limit;
3542         unsigned long log2qty, size;
3543         void *table = NULL;
3544
3545         /* allow the kernel cmdline to have a say */
3546         if (!numentries) {
3547                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
3548                 numentries = nr_kernel_pages;
3549                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
3550                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
3551                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
3552
3553                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
3554                 if (scale > PAGE_SHIFT)
3555                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
3556                 else
3557                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
3558
3559                 /* Make sure we've got at least a 0-order allocation.. */
3560                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
3561                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
3562         }
3563         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
3564
3565         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
3566         if (max == 0) {
3567                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
3568                 do_div(max, bucketsize);
3569         }
3570
3571         if (numentries > max)
3572                 numentries = max;
3573
3574         log2qty = ilog2(numentries);
3575
3576         do {
3577                 size = bucketsize << log2qty;
3578                 if (flags & HASH_EARLY)
3579                         table = alloc_bootmem(size);
3580                 else if (hashdist)
3581                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
3582                 else {
3583                         unsigned long order;
3584                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
3585                                 ;
3586                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
3587                 }
3588         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
3589
3590         if (!table)
3591                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
3592
3593         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
3594                tablename,
3595                (1U << log2qty),
3596                ilog2(size) - PAGE_SHIFT,
3597                size);
3598
3599         if (_hash_shift)
3600                 *_hash_shift = log2qty;
3601         if (_hash_mask)
3602                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
3603
3604         return table;
3605 }
3606
3607 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
3608 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
3609 {
3610         return __pfn_to_page(pfn);
3611 }
3612 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
3613 {
3614         return __page_to_pfn(page);
3615 }
3616 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
3617 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
3618 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */
3619
3620