]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
[PATCH] unpaged: unifdefed PageCompound
[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/config.h>
18 #include <linux/stddef.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
45  * initializer cleaner
46  */
47 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
48 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
49 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
50 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
51 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
52 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
53 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
54 long nr_swap_pages;
55
56 /*
57  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
58  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
59  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
60  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
61  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
62  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
63  *
64  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
65  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
66  */
67 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
68
69 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
70
71 /*
72  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
73  * id is encoded in the upper bits of page->flags
74  */
75 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
77
78 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
79 int min_free_kbytes = 1024;
80
81 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
82 unsigned long __initdata nr_all_pages;
83
84 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
85 {
86         int ret = 0;
87         unsigned seq;
88         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
89
90         do {
91                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
92                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
93                         ret = 1;
94                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
95                         ret = 1;
96         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
97
98         return ret;
99 }
100
101 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
102 {
103 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
104         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
105                 return 0;
106 #endif
107         if (zone != page_zone(page))
108                 return 0;
109
110         return 1;
111 }
112 /*
113  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
114  */
115 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
116 {
117         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
118                 return 1;
119         if (!page_is_consistent(zone, page))
120                 return 1;
121
122         return 0;
123 }
124
125 static void bad_page(const char *function, struct page *page)
126 {
127         printk(KERN_EMERG "Bad page state at %s (in process '%s', page %p)\n",
128                 function, current->comm, page);
129         printk(KERN_EMERG "flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
130                 (int)(2*sizeof(unsigned long)), (unsigned long)page->flags,
131                 page->mapping, page_mapcount(page), page_count(page));
132         printk(KERN_EMERG "Backtrace:\n");
133         dump_stack();
134         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n");
135         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
136                         1 << PG_private |
137                         1 << PG_locked  |
138                         1 << PG_active  |
139                         1 << PG_dirty   |
140                         1 << PG_reclaim |
141                         1 << PG_slab    |
142                         1 << PG_swapcache |
143                         1 << PG_writeback |
144                         1 << PG_reserved );
145         set_page_count(page, 0);
146         reset_page_mapcount(page);
147         page->mapping = NULL;
148         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
149 }
150
151 /*
152  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
153  *
154  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
155  *
156  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
157  *
158  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
159  * the head page (even the head page has this).
160  *
161  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
162  * compound page's put_page() function.
163  *
164  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
165  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
166  * may not be compound.
167  */
168 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
169 {
170         int i;
171         int nr_pages = 1 << order;
172
173         page[1].mapping = NULL;
174         page[1].index = order;
175         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
176                 struct page *p = page + i;
177
178                 SetPageCompound(p);
179                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
180         }
181 }
182
183 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
184 {
185         int i;
186         int nr_pages = 1 << order;
187
188         if (!PageCompound(page))
189                 return;
190
191         if (page[1].index != order)
192                 bad_page(__FUNCTION__, page);
193
194         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
195                 struct page *p = page + i;
196
197                 if (!PageCompound(p))
198                         bad_page(__FUNCTION__, page);
199                 if (page_private(p) != (unsigned long)page)
200                         bad_page(__FUNCTION__, page);
201                 ClearPageCompound(p);
202         }
203 }
204
205 /*
206  * function for dealing with page's order in buddy system.
207  * zone->lock is already acquired when we use these.
208  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
209  */
210 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
211         return page_private(page);
212 }
213
214 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
215         set_page_private(page, order);
216         __SetPagePrivate(page);
217 }
218
219 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
220 {
221         __ClearPagePrivate(page);
222         set_page_private(page, 0);
223 }
224
225 /*
226  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
227  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
228  *
229  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
230  * the following equation:
231  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
232  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
233  * 1 buddy is #10:
234  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
235  *
236  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
237  * satisfies the following equation:
238  *     P = B & ~(1 << O)
239  *
240  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
241  */
242 static inline struct page *
243 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
244 {
245         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
246
247         return page + (buddy_idx - page_idx);
248 }
249
250 static inline unsigned long
251 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
252 {
253         return (page_idx & ~(1 << order));
254 }
255
256 /*
257  * This function checks whether a page is free && is the buddy
258  * we can do coalesce a page and its buddy if
259  * (a) the buddy is free &&
260  * (b) the buddy is on the buddy system &&
261  * (c) a page and its buddy have the same order.
262  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
263  *
264  */
265 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
266 {
267        if (PagePrivate(page)           &&
268            (page_order(page) == order) &&
269             page_count(page) == 0)
270                return 1;
271        return 0;
272 }
273
274 /*
275  * Freeing function for a buddy system allocator.
276  *
277  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
278  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
279  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
280  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
281  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
282  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
283  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
284  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
285  * parts of the VM system.
286  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
287  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
288  * order is recorded in page_private(page) field.
289  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
290  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
291  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
292  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
293  * triggers coalescing into a block of larger size.            
294  *
295  * -- wli
296  */
297
298 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
299                 struct zone *zone, unsigned int order)
300 {
301         unsigned long page_idx;
302         int order_size = 1 << order;
303
304         if (unlikely(order))
305                 destroy_compound_page(page, order);
306
307         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
308
309         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
310         BUG_ON(bad_range(zone, page));
311
312         zone->free_pages += order_size;
313         while (order < MAX_ORDER-1) {
314                 unsigned long combined_idx;
315                 struct free_area *area;
316                 struct page *buddy;
317
318                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
319                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
320
321                 if (bad_range(zone, buddy))
322                         break;
323                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
324                         break;          /* Move the buddy up one level. */
325                 list_del(&buddy->lru);
326                 area = zone->free_area + order;
327                 area->nr_free--;
328                 rmv_page_order(buddy);
329                 page = page + (combined_idx - page_idx);
330                 page_idx = combined_idx;
331                 order++;
332         }
333         set_page_order(page, order);
334         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
335         zone->free_area[order].nr_free++;
336 }
337
338 static inline void free_pages_check(const char *function, struct page *page)
339 {
340         if (    page_mapcount(page) ||
341                 page->mapping != NULL ||
342                 page_count(page) != 0 ||
343                 (page->flags & (
344                         1 << PG_lru     |
345                         1 << PG_private |
346                         1 << PG_locked  |
347                         1 << PG_active  |
348                         1 << PG_reclaim |
349                         1 << PG_slab    |
350                         1 << PG_swapcache |
351                         1 << PG_writeback |
352                         1 << PG_reserved )))
353                 bad_page(function, page);
354         if (PageDirty(page))
355                 __ClearPageDirty(page);
356 }
357
358 /*
359  * Frees a list of pages. 
360  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
361  * count is the number of pages to free.
362  *
363  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
364  * see if this freeing clears that state.
365  *
366  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
367  * pinned" detection logic.
368  */
369 static int
370 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
371                 struct list_head *list, unsigned int order)
372 {
373         unsigned long flags;
374         struct page *page = NULL;
375         int ret = 0;
376
377         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
378         zone->all_unreclaimable = 0;
379         zone->pages_scanned = 0;
380         while (!list_empty(list) && count--) {
381                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
382                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
383                 list_del(&page->lru);
384                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
385                 ret++;
386         }
387         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
388         return ret;
389 }
390
391 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
392 {
393         LIST_HEAD(list);
394         int i;
395
396         arch_free_page(page, order);
397
398         mod_page_state(pgfree, 1 << order);
399
400 #ifndef CONFIG_MMU
401         if (order > 0)
402                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
403                         __put_page(page + i);
404 #endif
405
406         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
407                 free_pages_check(__FUNCTION__, page + i);
408         list_add(&page->lru, &list);
409         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
410         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
411 }
412
413
414 /*
415  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
416  * Please do not alter this order without good reasons and regression
417  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
418  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
419  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
420  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
421  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
422  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
423  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
424  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
425  *
426  * -- wli
427  */
428 static inline struct page *
429 expand(struct zone *zone, struct page *page,
430         int low, int high, struct free_area *area)
431 {
432         unsigned long size = 1 << high;
433
434         while (high > low) {
435                 area--;
436                 high--;
437                 size >>= 1;
438                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
439                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
440                 area->nr_free++;
441                 set_page_order(&page[size], high);
442         }
443         return page;
444 }
445
446 void set_page_refs(struct page *page, int order)
447 {
448 #ifdef CONFIG_MMU
449         set_page_count(page, 1);
450 #else
451         int i;
452
453         /*
454          * We need to reference all the pages for this order, otherwise if
455          * anyone accesses one of the pages with (get/put) it will be freed.
456          * - eg: access_process_vm()
457          */
458         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
459                 set_page_count(page + i, 1);
460 #endif /* CONFIG_MMU */
461 }
462
463 /*
464  * This page is about to be returned from the page allocator
465  */
466 static void prep_new_page(struct page *page, int order)
467 {
468         if (    page_mapcount(page) ||
469                 page->mapping != NULL ||
470                 page_count(page) != 0 ||
471                 (page->flags & (
472                         1 << PG_lru     |
473                         1 << PG_private |
474                         1 << PG_locked  |
475                         1 << PG_active  |
476                         1 << PG_dirty   |
477                         1 << PG_reclaim |
478                         1 << PG_slab    |
479                         1 << PG_swapcache |
480                         1 << PG_writeback |
481                         1 << PG_reserved )))
482                 bad_page(__FUNCTION__, page);
483
484         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
485                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
486                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
487         set_page_private(page, 0);
488         set_page_refs(page, order);
489         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
490 }
491
492 /* 
493  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
494  * Call me with the zone->lock already held.
495  */
496 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
497 {
498         struct free_area * area;
499         unsigned int current_order;
500         struct page *page;
501
502         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
503                 area = zone->free_area + current_order;
504                 if (list_empty(&area->free_list))
505                         continue;
506
507                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
508                 list_del(&page->lru);
509                 rmv_page_order(page);
510                 area->nr_free--;
511                 zone->free_pages -= 1UL << order;
512                 return expand(zone, page, order, current_order, area);
513         }
514
515         return NULL;
516 }
517
518 /* 
519  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
520  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
521  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
522  */
523 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
524                         unsigned long count, struct list_head *list)
525 {
526         unsigned long flags;
527         int i;
528         int allocated = 0;
529         struct page *page;
530         
531         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
532         for (i = 0; i < count; ++i) {
533                 page = __rmqueue(zone, order);
534                 if (page == NULL)
535                         break;
536                 allocated++;
537                 list_add_tail(&page->lru, list);
538         }
539         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
540         return allocated;
541 }
542
543 #ifdef CONFIG_NUMA
544 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
545 void drain_remote_pages(void)
546 {
547         struct zone *zone;
548         int i;
549         unsigned long flags;
550
551         local_irq_save(flags);
552         for_each_zone(zone) {
553                 struct per_cpu_pageset *pset;
554
555                 /* Do not drain local pagesets */
556                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
557                         continue;
558
559                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
560                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
561                         struct per_cpu_pages *pcp;
562
563                         pcp = &pset->pcp[i];
564                         if (pcp->count)
565                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
566                                                 &pcp->list, 0);
567                 }
568         }
569         local_irq_restore(flags);
570 }
571 #endif
572
573 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
574 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
575 {
576         struct zone *zone;
577         int i;
578
579         for_each_zone(zone) {
580                 struct per_cpu_pageset *pset;
581
582                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
583                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
584                         struct per_cpu_pages *pcp;
585
586                         pcp = &pset->pcp[i];
587                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
588                                                 &pcp->list, 0);
589                 }
590         }
591 }
592 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
593
594 #ifdef CONFIG_PM
595
596 void mark_free_pages(struct zone *zone)
597 {
598         unsigned long zone_pfn, flags;
599         int order;
600         struct list_head *curr;
601
602         if (!zone->spanned_pages)
603                 return;
604
605         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
606         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
607                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
608
609         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
610                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
611                         unsigned long start_pfn, i;
612
613                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
614
615                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
616                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
617         }
618         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
619 }
620
621 /*
622  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
623  */
624 void drain_local_pages(void)
625 {
626         unsigned long flags;
627
628         local_irq_save(flags);  
629         __drain_pages(smp_processor_id());
630         local_irq_restore(flags);       
631 }
632 #endif /* CONFIG_PM */
633
634 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z)
635 {
636 #ifdef CONFIG_NUMA
637         unsigned long flags;
638         int cpu;
639         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
640         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
641         struct per_cpu_pageset *p;
642
643         local_irq_save(flags);
644         cpu = smp_processor_id();
645         p = zone_pcp(z,cpu);
646         if (pg == orig) {
647                 p->numa_hit++;
648         } else {
649                 p->numa_miss++;
650                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
651         }
652         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
653                 p->local_node++;
654         else
655                 p->other_node++;
656         local_irq_restore(flags);
657 #endif
658 }
659
660 /*
661  * Free a 0-order page
662  */
663 static void FASTCALL(free_hot_cold_page(struct page *page, int cold));
664 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
665 {
666         struct zone *zone = page_zone(page);
667         struct per_cpu_pages *pcp;
668         unsigned long flags;
669
670         arch_free_page(page, 0);
671
672         kernel_map_pages(page, 1, 0);
673         inc_page_state(pgfree);
674         if (PageAnon(page))
675                 page->mapping = NULL;
676         free_pages_check(__FUNCTION__, page);
677         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
678         local_irq_save(flags);
679         list_add(&page->lru, &pcp->list);
680         pcp->count++;
681         if (pcp->count >= pcp->high)
682                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
683         local_irq_restore(flags);
684         put_cpu();
685 }
686
687 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
688 {
689         free_hot_cold_page(page, 0);
690 }
691         
692 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
693 {
694         free_hot_cold_page(page, 1);
695 }
696
697 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
698 {
699         int i;
700
701         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
702         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
703                 clear_highpage(page + i);
704 }
705
706 /*
707  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
708  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
709  * or two.
710  */
711 static struct page *
712 buffered_rmqueue(struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
713 {
714         unsigned long flags;
715         struct page *page = NULL;
716         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
717
718         if (order == 0) {
719                 struct per_cpu_pages *pcp;
720
721                 pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
722                 local_irq_save(flags);
723                 if (pcp->count <= pcp->low)
724                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
725                                                 pcp->batch, &pcp->list);
726                 if (pcp->count) {
727                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
728                         list_del(&page->lru);
729                         pcp->count--;
730                 }
731                 local_irq_restore(flags);
732                 put_cpu();
733         } else {
734                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
735                 page = __rmqueue(zone, order);
736                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
737         }
738
739         if (page != NULL) {
740                 BUG_ON(bad_range(zone, page));
741                 mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
742                 prep_new_page(page, order);
743
744                 if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
745                         prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
746
747                 if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
748                         prep_compound_page(page, order);
749         }
750         return page;
751 }
752
753 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
754 #define ALLOC_HARDER            0x02 /* try to alloc harder */
755 #define ALLOC_HIGH              0x04 /* __GFP_HIGH set */
756 #define ALLOC_CPUSET            0x08 /* check for correct cpuset */
757
758 /*
759  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
760  * of the allocation.
761  */
762 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
763                       int classzone_idx, int alloc_flags)
764 {
765         /* free_pages my go negative - that's OK */
766         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
767         int o;
768
769         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
770                 min -= min / 2;
771         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
772                 min -= min / 4;
773
774         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
775                 return 0;
776         for (o = 0; o < order; o++) {
777                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
778                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
779
780                 /* Require fewer higher order pages to be free */
781                 min >>= 1;
782
783                 if (free_pages <= min)
784                         return 0;
785         }
786         return 1;
787 }
788
789 /*
790  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
791  * a page.
792  */
793 static struct page *
794 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
795                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
796 {
797         struct zone **z = zonelist->zones;
798         struct page *page = NULL;
799         int classzone_idx = zone_idx(*z);
800
801         /*
802          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
803          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
804          */
805         do {
806                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
807                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
808                         continue;
809
810                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
811                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, (*z)->pages_low,
812                                     classzone_idx, alloc_flags))
813                                 continue;
814                 }
815
816                 page = buffered_rmqueue(*z, order, gfp_mask);
817                 if (page) {
818                         zone_statistics(zonelist, *z);
819                         break;
820                 }
821         } while (*(++z) != NULL);
822         return page;
823 }
824
825 /*
826  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
827  */
828 struct page * fastcall
829 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
830                 struct zonelist *zonelist)
831 {
832         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
833         struct zone **z;
834         struct page *page;
835         struct reclaim_state reclaim_state;
836         struct task_struct *p = current;
837         int do_retry;
838         int alloc_flags;
839         int did_some_progress;
840
841         might_sleep_if(wait);
842
843 restart:
844         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
845
846         if (unlikely(*z == NULL)) {
847                 /* Should this ever happen?? */
848                 return NULL;
849         }
850
851         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
852                                 zonelist, ALLOC_CPUSET);
853         if (page)
854                 goto got_pg;
855
856         do {
857                 wakeup_kswapd(*z, order);
858         } while (*(++z));
859
860         /*
861          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
862          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
863          * to how we want to proceed.
864          *
865          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
866          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
867          * policy.
868          */
869         alloc_flags = 0;
870         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
871                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
872         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
873                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
874         if (wait)
875                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
876
877         /*
878          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
879          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
880          *
881          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
882          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
883          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
884          */
885         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
886         if (page)
887                 goto got_pg;
888
889         /* This allocation should allow future memory freeing. */
890
891         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
892                         && !in_interrupt()) {
893                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
894 nofail_alloc:
895                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
896                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
897                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS|ALLOC_CPUSET);
898                         if (page)
899                                 goto got_pg;
900                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
901                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
902                                 goto nofail_alloc;
903                         }
904                 }
905                 goto nopage;
906         }
907
908         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
909         if (!wait)
910                 goto nopage;
911
912 rebalance:
913         cond_resched();
914
915         /* We now go into synchronous reclaim */
916         p->flags |= PF_MEMALLOC;
917         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
918         p->reclaim_state = &reclaim_state;
919
920         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
921
922         p->reclaim_state = NULL;
923         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
924
925         cond_resched();
926
927         if (likely(did_some_progress)) {
928                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
929                                                 zonelist, alloc_flags);
930                 if (page)
931                         goto got_pg;
932         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
933                 /*
934                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
935                  * very high watermark here, this is only to catch
936                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
937                  * under heavy pressure.
938                  */
939                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
940                                                 zonelist, ALLOC_CPUSET);
941                 if (page)
942                         goto got_pg;
943
944                 out_of_memory(gfp_mask, order);
945                 goto restart;
946         }
947
948         /*
949          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
950          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
951          *
952          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
953          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
954          */
955         do_retry = 0;
956         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
957                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
958                         do_retry = 1;
959                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
960                         do_retry = 1;
961         }
962         if (do_retry) {
963                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
964                 goto rebalance;
965         }
966
967 nopage:
968         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
969                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
970                         " order:%d, mode:0x%x\n",
971                         p->comm, order, gfp_mask);
972                 dump_stack();
973                 show_mem();
974         }
975 got_pg:
976         return page;
977 }
978
979 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
980
981 /*
982  * Common helper functions.
983  */
984 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
985 {
986         struct page * page;
987         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
988         if (!page)
989                 return 0;
990         return (unsigned long) page_address(page);
991 }
992
993 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
994
995 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
996 {
997         struct page * page;
998
999         /*
1000          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1001          * a highmem page
1002          */
1003         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1004
1005         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1006         if (page)
1007                 return (unsigned long) page_address(page);
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1012
1013 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1014 {
1015         int i = pagevec_count(pvec);
1016
1017         while (--i >= 0)
1018                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1019 }
1020
1021 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1022 {
1023         if (put_page_testzero(page)) {
1024                 if (order == 0)
1025                         free_hot_page(page);
1026                 else
1027                         __free_pages_ok(page, order);
1028         }
1029 }
1030
1031 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1032
1033 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1034 {
1035         if (addr != 0) {
1036                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1037                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1038         }
1039 }
1040
1041 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1042
1043 /*
1044  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1045  */
1046 unsigned int nr_free_pages(void)
1047 {
1048         unsigned int sum = 0;
1049         struct zone *zone;
1050
1051         for_each_zone(zone)
1052                 sum += zone->free_pages;
1053
1054         return sum;
1055 }
1056
1057 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1058
1059 #ifdef CONFIG_NUMA
1060 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1061 {
1062         unsigned int i, sum = 0;
1063
1064         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1065                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1066
1067         return sum;
1068 }
1069 #endif
1070
1071 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1072 {
1073         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1074         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1075         unsigned int sum = 0;
1076
1077         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1078         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1079         struct zone *zone;
1080
1081         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1082                 unsigned long size = zone->present_pages;
1083                 unsigned long high = zone->pages_high;
1084                 if (size > high)
1085                         sum += size - high;
1086         }
1087
1088         return sum;
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1093  */
1094 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1095 {
1096         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1101  */
1102 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1103 {
1104         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1105 }
1106
1107 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1108 unsigned int nr_free_highpages (void)
1109 {
1110         pg_data_t *pgdat;
1111         unsigned int pages = 0;
1112
1113         for_each_pgdat(pgdat)
1114                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1115
1116         return pages;
1117 }
1118 #endif
1119
1120 #ifdef CONFIG_NUMA
1121 static void show_node(struct zone *zone)
1122 {
1123         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1124 }
1125 #else
1126 #define show_node(zone) do { } while (0)
1127 #endif
1128
1129 /*
1130  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1131  * The result is unavoidably approximate - it can change
1132  * during and after execution of this function.
1133  */
1134 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1135
1136 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1137 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1138 #ifdef CONFIG_SMP
1139 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1140 #endif
1141
1142 void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1143 {
1144         int cpu = 0;
1145
1146         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1147         cpus_and(*cpumask, *cpumask, cpu_online_map);
1148
1149         cpu = first_cpu(*cpumask);
1150         while (cpu < NR_CPUS) {
1151                 unsigned long *in, *out, off;
1152
1153                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1154
1155                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1156
1157                 if (cpu < NR_CPUS)
1158                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1159
1160                 out = (unsigned long *)ret;
1161                 for (off = 0; off < nr; off++)
1162                         *out++ += *in++;
1163         }
1164 }
1165
1166 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1167 {
1168         int nr;
1169         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1170
1171         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1172         nr /= sizeof(unsigned long);
1173
1174         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1175 }
1176
1177 void get_page_state(struct page_state *ret)
1178 {
1179         int nr;
1180         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1181
1182         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1183         nr /= sizeof(unsigned long);
1184
1185         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1186 }
1187
1188 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1189 {
1190         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1191
1192         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1193 }
1194
1195 unsigned long __read_page_state(unsigned long offset)
1196 {
1197         unsigned long ret = 0;
1198         int cpu;
1199
1200         for_each_online_cpu(cpu) {
1201                 unsigned long in;
1202
1203                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1204                 ret += *((unsigned long *)in);
1205         }
1206         return ret;
1207 }
1208
1209 void __mod_page_state(unsigned long offset, unsigned long delta)
1210 {
1211         unsigned long flags;
1212         void* ptr;
1213
1214         local_irq_save(flags);
1215         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1216         *(unsigned long*)(ptr + offset) += delta;
1217         local_irq_restore(flags);
1218 }
1219
1220 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state);
1221
1222 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1223                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1224 {
1225         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1226         int i;
1227
1228         *active = 0;
1229         *inactive = 0;
1230         *free = 0;
1231         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1232                 *active += zones[i].nr_active;
1233                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1234                 *free += zones[i].free_pages;
1235         }
1236 }
1237
1238 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1239                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1240 {
1241         struct pglist_data *pgdat;
1242
1243         *active = 0;
1244         *inactive = 0;
1245         *free = 0;
1246         for_each_pgdat(pgdat) {
1247                 unsigned long l, m, n;
1248                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1249                 *active += l;
1250                 *inactive += m;
1251                 *free += n;
1252         }
1253 }
1254
1255 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1256 {
1257         val->totalram = totalram_pages;
1258         val->sharedram = 0;
1259         val->freeram = nr_free_pages();
1260         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1261 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1262         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1263         val->freehigh = nr_free_highpages();
1264 #else
1265         val->totalhigh = 0;
1266         val->freehigh = 0;
1267 #endif
1268         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1269 }
1270
1271 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1272
1273 #ifdef CONFIG_NUMA
1274 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1275 {
1276         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1277
1278         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1279         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1280         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1281         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1282         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1283 }
1284 #endif
1285
1286 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1287
1288 /*
1289  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1290  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1291  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1292  */
1293 void show_free_areas(void)
1294 {
1295         struct page_state ps;
1296         int cpu, temperature;
1297         unsigned long active;
1298         unsigned long inactive;
1299         unsigned long free;
1300         struct zone *zone;
1301
1302         for_each_zone(zone) {
1303                 show_node(zone);
1304                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1305
1306                 if (!zone->present_pages) {
1307                         printk(" empty\n");
1308                         continue;
1309                 } else
1310                         printk("\n");
1311
1312                 for_each_online_cpu(cpu) {
1313                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1314
1315                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1316
1317                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1318                                 printk("cpu %d %s: low %d, high %d, batch %d used:%d\n",
1319                                         cpu,
1320                                         temperature ? "cold" : "hot",
1321                                         pageset->pcp[temperature].low,
1322                                         pageset->pcp[temperature].high,
1323                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1324                                         pageset->pcp[temperature].count);
1325                 }
1326         }
1327
1328         get_page_state(&ps);
1329         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1330
1331         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1332                 K(nr_free_pages()),
1333                 K(nr_free_highpages()));
1334
1335         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1336                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1337                 active,
1338                 inactive,
1339                 ps.nr_dirty,
1340                 ps.nr_writeback,
1341                 ps.nr_unstable,
1342                 nr_free_pages(),
1343                 ps.nr_slab,
1344                 ps.nr_mapped,
1345                 ps.nr_page_table_pages);
1346
1347         for_each_zone(zone) {
1348                 int i;
1349
1350                 show_node(zone);
1351                 printk("%s"
1352                         " free:%lukB"
1353                         " min:%lukB"
1354                         " low:%lukB"
1355                         " high:%lukB"
1356                         " active:%lukB"
1357                         " inactive:%lukB"
1358                         " present:%lukB"
1359                         " pages_scanned:%lu"
1360                         " all_unreclaimable? %s"
1361                         "\n",
1362                         zone->name,
1363                         K(zone->free_pages),
1364                         K(zone->pages_min),
1365                         K(zone->pages_low),
1366                         K(zone->pages_high),
1367                         K(zone->nr_active),
1368                         K(zone->nr_inactive),
1369                         K(zone->present_pages),
1370                         zone->pages_scanned,
1371                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1372                         );
1373                 printk("lowmem_reserve[]:");
1374                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1375                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1376                 printk("\n");
1377         }
1378
1379         for_each_zone(zone) {
1380                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1381
1382                 show_node(zone);
1383                 printk("%s: ", zone->name);
1384                 if (!zone->present_pages) {
1385                         printk("empty\n");
1386                         continue;
1387                 }
1388
1389                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1390                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1391                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1392                         total += nr << order;
1393                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1394                 }
1395                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1396                 printk("= %lukB\n", K(total));
1397         }
1398
1399         show_swap_cache_info();
1400 }
1401
1402 /*
1403  * Builds allocation fallback zone lists.
1404  */
1405 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist, int j, int k)
1406 {
1407         switch (k) {
1408                 struct zone *zone;
1409         default:
1410                 BUG();
1411         case ZONE_HIGHMEM:
1412                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
1413                 if (zone->present_pages) {
1414 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1415                         BUG();
1416 #endif
1417                         zonelist->zones[j++] = zone;
1418                 }
1419         case ZONE_NORMAL:
1420                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
1421                 if (zone->present_pages)
1422                         zonelist->zones[j++] = zone;
1423         case ZONE_DMA32:
1424                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
1425                 if (zone->present_pages)
1426                         zonelist->zones[j++] = zone;
1427         case ZONE_DMA:
1428                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
1429                 if (zone->present_pages)
1430                         zonelist->zones[j++] = zone;
1431         }
1432
1433         return j;
1434 }
1435
1436 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1437 {
1438         int res = ZONE_NORMAL;
1439         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1440                 res = ZONE_HIGHMEM;
1441         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1442                 res = ZONE_DMA32;
1443         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1444                 res = ZONE_DMA;
1445         return res;
1446 }
1447
1448 #ifdef CONFIG_NUMA
1449 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1450 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1451 /**
1452  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1453  * @node: node whose fallback list we're appending
1454  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1455  *
1456  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1457  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1458  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1459  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1460  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1461  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1462  * on them otherwise.
1463  * It returns -1 if no node is found.
1464  */
1465 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1466 {
1467         int i, n, val;
1468         int min_val = INT_MAX;
1469         int best_node = -1;
1470
1471         for_each_online_node(i) {
1472                 cpumask_t tmp;
1473
1474                 /* Start from local node */
1475                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1476
1477                 /* Don't want a node to appear more than once */
1478                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1479                         continue;
1480
1481                 /* Use the local node if we haven't already */
1482                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1483                         best_node = node;
1484                         break;
1485                 }
1486
1487                 /* Use the distance array to find the distance */
1488                 val = node_distance(node, n);
1489
1490                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1491                 tmp = node_to_cpumask(n);
1492                 if (!cpus_empty(tmp))
1493                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1494
1495                 /* Slight preference for less loaded node */
1496                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1497                 val += node_load[n];
1498
1499                 if (val < min_val) {
1500                         min_val = val;
1501                         best_node = n;
1502                 }
1503         }
1504
1505         if (best_node >= 0)
1506                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1507
1508         return best_node;
1509 }
1510
1511 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1512 {
1513         int i, j, k, node, local_node;
1514         int prev_node, load;
1515         struct zonelist *zonelist;
1516         nodemask_t used_mask;
1517
1518         /* initialize zonelists */
1519         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1520                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1521                 zonelist->zones[0] = NULL;
1522         }
1523
1524         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1525         local_node = pgdat->node_id;
1526         load = num_online_nodes();
1527         prev_node = local_node;
1528         nodes_clear(used_mask);
1529         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1530                 /*
1531                  * We don't want to pressure a particular node.
1532                  * So adding penalty to the first node in same
1533                  * distance group to make it round-robin.
1534                  */
1535                 if (node_distance(local_node, node) !=
1536                                 node_distance(local_node, prev_node))
1537                         node_load[node] += load;
1538                 prev_node = node;
1539                 load--;
1540                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1541                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1542                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1543
1544                         k = highest_zone(i);
1545
1546                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1547                         zonelist->zones[j] = NULL;
1548                 }
1549         }
1550 }
1551
1552 #else   /* CONFIG_NUMA */
1553
1554 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1555 {
1556         int i, j, k, node, local_node;
1557
1558         local_node = pgdat->node_id;
1559         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1560                 struct zonelist *zonelist;
1561
1562                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1563
1564                 j = 0;
1565                 k = highest_zone(i);
1566                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1567                 /*
1568                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1569                  * of all the other nodes.
1570                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1571                  * building the zones for node N, we make sure that the
1572                  * zones coming right after the local ones are those from
1573                  * node N+1 (modulo N)
1574                  */
1575                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1576                         if (!node_online(node))
1577                                 continue;
1578                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1579                 }
1580                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1581                         if (!node_online(node))
1582                                 continue;
1583                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1584                 }
1585
1586                 zonelist->zones[j] = NULL;
1587         }
1588 }
1589
1590 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1591
1592 void __init build_all_zonelists(void)
1593 {
1594         int i;
1595
1596         for_each_online_node(i)
1597                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1598         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1599         cpuset_init_current_mems_allowed();
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1604  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1605  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1606  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1607  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1608  * conservative, even though it seems large.
1609  *
1610  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1611  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1612  */
1613 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1614
1615 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1616 {
1617         unsigned long size = 1;
1618
1619         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1620
1621         while (size < pages)
1622                 size <<= 1;
1623
1624         /*
1625          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1626          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1627          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1628          */
1629         size = min(size, 4096UL);
1630
1631         return max(size, 4UL);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1636  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1637  * hash function before the remainder is taken.
1638  */
1639 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1640 {
1641         return ffz(~size);
1642 }
1643
1644 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1645
1646 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1647                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1648 {
1649         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1650         int i;
1651
1652         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1653                 totalpages += zones_size[i];
1654         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1655
1656         realtotalpages = totalpages;
1657         if (zholes_size)
1658                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1659                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1660         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1661         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1662 }
1663
1664
1665 /*
1666  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1667  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1668  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1669  */
1670 void __devinit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1671                 unsigned long start_pfn)
1672 {
1673         struct page *page;
1674         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1675         unsigned long pfn;
1676
1677         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1678                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1679                         continue;
1680                 if (!early_pfn_in_nid(pfn, nid))
1681                         continue;
1682                 page = pfn_to_page(pfn);
1683                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1684                 set_page_count(page, 1);
1685                 reset_page_mapcount(page);
1686                 SetPageReserved(page);
1687                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1688 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1689                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1690                 if (!is_highmem_idx(zone))
1691                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1692 #endif
1693         }
1694 }
1695
1696 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1697                                 unsigned long size)
1698 {
1699         int order;
1700         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1701                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1702                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1703         }
1704 }
1705
1706 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1707 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1708                 unsigned long size)
1709 {
1710         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1711         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1712
1713         if (FLAGS_HAS_NODE)
1714                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1715         else
1716                 for (; snum <= end; snum++)
1717                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1718 }
1719
1720 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1721 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1722         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1723 #endif
1724
1725 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1726 {
1727         int batch;
1728
1729         /*
1730          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1731          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1732          *
1733          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1734          */
1735         batch = zone->present_pages / 1024;
1736         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1737                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1738         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1739         if (batch < 1)
1740                 batch = 1;
1741
1742         /*
1743          * We will be trying to allcoate bigger chunks of contiguous
1744          * memory of the order of fls(batch).  This should result in
1745          * better cache coloring.
1746          *
1747          * A sanity check also to ensure that batch is still in limits.
1748          */
1749         batch = (1 << fls(batch + batch/2));
1750
1751         if (fls(batch) >= (PAGE_SHIFT + MAX_ORDER - 2))
1752                 batch = PAGE_SHIFT + ((MAX_ORDER - 1 - PAGE_SHIFT)/2);
1753
1754         return batch;
1755 }
1756
1757 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1758 {
1759         struct per_cpu_pages *pcp;
1760
1761         memset(p, 0, sizeof(*p));
1762
1763         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1764         pcp->count = 0;
1765         pcp->low = 0;
1766         pcp->high = 6 * batch;
1767         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1768         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1769
1770         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1771         pcp->count = 0;
1772         pcp->low = 0;
1773         pcp->high = 2 * batch;
1774         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1775         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1776 }
1777
1778 #ifdef CONFIG_NUMA
1779 /*
1780  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1781  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1782  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1783  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1784  * with interrupts disabled.
1785  *
1786  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1787  *
1788  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1789  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1790  * hotplugged processors.
1791  *
1792  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1793  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1794  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1795  */
1796 static struct per_cpu_pageset
1797         boot_pageset[NR_CPUS];
1798
1799 /*
1800  * Dynamically allocate memory for the
1801  * per cpu pageset array in struct zone.
1802  */
1803 static int __devinit process_zones(int cpu)
1804 {
1805         struct zone *zone, *dzone;
1806
1807         for_each_zone(zone) {
1808
1809                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1810                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1811                 if (!zone->pageset[cpu])
1812                         goto bad;
1813
1814                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1815         }
1816
1817         return 0;
1818 bad:
1819         for_each_zone(dzone) {
1820                 if (dzone == zone)
1821                         break;
1822                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1823                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1824         }
1825         return -ENOMEM;
1826 }
1827
1828 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1829 {
1830 #ifdef CONFIG_NUMA
1831         struct zone *zone;
1832
1833         for_each_zone(zone) {
1834                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1835
1836                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1837                 kfree(pset);
1838         }
1839 #endif
1840 }
1841
1842 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1843                 unsigned long action,
1844                 void *hcpu)
1845 {
1846         int cpu = (long)hcpu;
1847         int ret = NOTIFY_OK;
1848
1849         switch (action) {
1850                 case CPU_UP_PREPARE:
1851                         if (process_zones(cpu))
1852                                 ret = NOTIFY_BAD;
1853                         break;
1854                 case CPU_UP_CANCELED:
1855                 case CPU_DEAD:
1856                         free_zone_pagesets(cpu);
1857                         break;
1858                 default:
1859                         break;
1860         }
1861         return ret;
1862 }
1863
1864 static struct notifier_block pageset_notifier =
1865         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1866
1867 void __init setup_per_cpu_pageset()
1868 {
1869         int err;
1870
1871         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1872          * A cpuup callback will do this for every cpu
1873          * as it comes online
1874          */
1875         err = process_zones(smp_processor_id());
1876         BUG_ON(err);
1877         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1878 }
1879
1880 #endif
1881
1882 static __devinit
1883 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1884 {
1885         int i;
1886         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1887
1888         /*
1889          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1890          * per zone.
1891          */
1892         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1893         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1894         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1895                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1896                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1897
1898         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1899                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1900 }
1901
1902 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1903 {
1904         int cpu;
1905         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1906
1907         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1908 #ifdef CONFIG_NUMA
1909                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1910                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1911                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1912 #else
1913                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1914 #endif
1915         }
1916         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1917                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1918 }
1919
1920 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1921                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1922 {
1923         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1924
1925         zone_wait_table_init(zone, size);
1926         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1927
1928         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1929         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1930
1931         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1932
1933         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Set up the zone data structures:
1938  *   - mark all pages reserved
1939  *   - mark all memory queues empty
1940  *   - clear the memory bitmaps
1941  */
1942 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1943                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1944 {
1945         unsigned long j;
1946         int nid = pgdat->node_id;
1947         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1948
1949         pgdat_resize_init(pgdat);
1950         pgdat->nr_zones = 0;
1951         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1952         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1953         
1954         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1955                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1956                 unsigned long size, realsize;
1957
1958                 realsize = size = zones_size[j];
1959                 if (zholes_size)
1960                         realsize -= zholes_size[j];
1961
1962                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
1963                         nr_kernel_pages += realsize;
1964                 nr_all_pages += realsize;
1965
1966                 zone->spanned_pages = size;
1967                 zone->present_pages = realsize;
1968                 zone->name = zone_names[j];
1969                 spin_lock_init(&zone->lock);
1970                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
1971                 zone_seqlock_init(zone);
1972                 zone->zone_pgdat = pgdat;
1973                 zone->free_pages = 0;
1974
1975                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
1976
1977                 zone_pcp_init(zone);
1978                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
1979                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
1980                 zone->nr_scan_active = 0;
1981                 zone->nr_scan_inactive = 0;
1982                 zone->nr_active = 0;
1983                 zone->nr_inactive = 0;
1984                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
1985                 if (!size)
1986                         continue;
1987
1988                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
1989                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
1990                 zone_start_pfn += size;
1991         }
1992 }
1993
1994 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
1995 {
1996         /* Skip empty nodes */
1997         if (!pgdat->node_spanned_pages)
1998                 return;
1999
2000 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2001         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2002         if (!pgdat->node_mem_map) {
2003                 unsigned long size;
2004                 struct page *map;
2005
2006                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2007                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2008                 if (!map)
2009                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2010                 pgdat->node_mem_map = map;
2011         }
2012 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2013         /*
2014          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2015          */
2016         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2017                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2018 #endif
2019 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2020 }
2021
2022 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2023                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2024                 unsigned long *zholes_size)
2025 {
2026         pgdat->node_id = nid;
2027         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2028         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2029
2030         alloc_node_mem_map(pgdat);
2031
2032         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2033 }
2034
2035 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2036 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2037 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2038
2039 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2040 #endif
2041
2042 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2043 {
2044         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2045                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2046 }
2047
2048 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2049
2050 #include <linux/seq_file.h>
2051
2052 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2053 {
2054         pg_data_t *pgdat;
2055         loff_t node = *pos;
2056
2057         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2058                 --node;
2059
2060         return pgdat;
2061 }
2062
2063 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2064 {
2065         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2066
2067         (*pos)++;
2068         return pgdat->pgdat_next;
2069 }
2070
2071 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2072 {
2073 }
2074
2075 /* 
2076  * This walks the free areas for each zone.
2077  */
2078 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2079 {
2080         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2081         struct zone *zone;
2082         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2083         unsigned long flags;
2084         int order;
2085
2086         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2087                 if (!zone->present_pages)
2088                         continue;
2089
2090                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2091                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2092                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2093                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2094                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2095                 seq_putc(m, '\n');
2096         }
2097         return 0;
2098 }
2099
2100 struct seq_operations fragmentation_op = {
2101         .start  = frag_start,
2102         .next   = frag_next,
2103         .stop   = frag_stop,
2104         .show   = frag_show,
2105 };
2106
2107 /*
2108  * Output information about zones in @pgdat.
2109  */
2110 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2111 {
2112         pg_data_t *pgdat = arg;
2113         struct zone *zone;
2114         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2115         unsigned long flags;
2116
2117         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2118                 int i;
2119
2120                 if (!zone->present_pages)
2121                         continue;
2122
2123                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2124                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2125                 seq_printf(m,
2126                            "\n  pages free     %lu"
2127                            "\n        min      %lu"
2128                            "\n        low      %lu"
2129                            "\n        high     %lu"
2130                            "\n        active   %lu"
2131                            "\n        inactive %lu"
2132                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2133                            "\n        spanned  %lu"
2134                            "\n        present  %lu",
2135                            zone->free_pages,
2136                            zone->pages_min,
2137                            zone->pages_low,
2138                            zone->pages_high,
2139                            zone->nr_active,
2140                            zone->nr_inactive,
2141                            zone->pages_scanned,
2142                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2143                            zone->spanned_pages,
2144                            zone->present_pages);
2145                 seq_printf(m,
2146                            "\n        protection: (%lu",
2147                            zone->lowmem_reserve[0]);
2148                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2149                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2150                 seq_printf(m,
2151                            ")"
2152                            "\n  pagesets");
2153                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2154                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2155                         int j;
2156
2157                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2158                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2159                                 if (pageset->pcp[j].count)
2160                                         break;
2161                         }
2162                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2163                                 continue;
2164                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2165                                 seq_printf(m,
2166                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2167                                            "\n              count: %i"
2168                                            "\n              low:   %i"
2169                                            "\n              high:  %i"
2170                                            "\n              batch: %i",
2171                                            i, j,
2172                                            pageset->pcp[j].count,
2173                                            pageset->pcp[j].low,
2174                                            pageset->pcp[j].high,
2175                                            pageset->pcp[j].batch);
2176                         }
2177 #ifdef CONFIG_NUMA
2178                         seq_printf(m,
2179                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2180                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2181                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2182                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2183                                    "\n            local_node:     %lu"
2184                                    "\n            other_node:     %lu",
2185                                    pageset->numa_hit,
2186                                    pageset->numa_miss,
2187                                    pageset->numa_foreign,
2188                                    pageset->interleave_hit,
2189                                    pageset->local_node,
2190                                    pageset->other_node);
2191 #endif
2192                 }
2193                 seq_printf(m,
2194                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2195                            "\n  prev_priority:     %i"
2196                            "\n  temp_priority:     %i"
2197                            "\n  start_pfn:         %lu",
2198                            zone->all_unreclaimable,
2199                            zone->prev_priority,
2200                            zone->temp_priority,
2201                            zone->zone_start_pfn);
2202                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2203                 seq_putc(m, '\n');
2204         }
2205         return 0;
2206 }
2207
2208 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2209         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2210                                * fragmentation. */
2211         .next   = frag_next,
2212         .stop   = frag_stop,
2213         .show   = zoneinfo_show,
2214 };
2215
2216 static char *vmstat_text[] = {
2217         "nr_dirty",
2218         "nr_writeback",
2219         "nr_unstable",
2220         "nr_page_table_pages",
2221         "nr_mapped",
2222         "nr_slab",
2223
2224         "pgpgin",
2225         "pgpgout",
2226         "pswpin",
2227         "pswpout",
2228         "pgalloc_high",
2229
2230         "pgalloc_normal",
2231         "pgalloc_dma",
2232         "pgfree",
2233         "pgactivate",
2234         "pgdeactivate",
2235
2236         "pgfault",
2237         "pgmajfault",
2238         "pgrefill_high",
2239         "pgrefill_normal",
2240         "pgrefill_dma",
2241
2242         "pgsteal_high",
2243         "pgsteal_normal",
2244         "pgsteal_dma",
2245         "pgscan_kswapd_high",
2246         "pgscan_kswapd_normal",
2247
2248         "pgscan_kswapd_dma",
2249         "pgscan_direct_high",
2250         "pgscan_direct_normal",
2251         "pgscan_direct_dma",
2252         "pginodesteal",
2253
2254         "slabs_scanned",
2255         "kswapd_steal",
2256         "kswapd_inodesteal",
2257         "pageoutrun",
2258         "allocstall",
2259
2260         "pgrotated",
2261         "nr_bounce",
2262 };
2263
2264 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2265 {
2266         struct page_state *ps;
2267
2268         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2269                 return NULL;
2270
2271         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2272         m->private = ps;
2273         if (!ps)
2274                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2275         get_full_page_state(ps);
2276         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2277         ps->pgpgout /= 2;
2278         return (unsigned long *)ps + *pos;
2279 }
2280
2281 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2282 {
2283         (*pos)++;
2284         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2285                 return NULL;
2286         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2287 }
2288
2289 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2290 {
2291         unsigned long *l = arg;
2292         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2293
2294         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2295         return 0;
2296 }
2297
2298 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2299 {
2300         kfree(m->private);
2301         m->private = NULL;
2302 }
2303
2304 struct seq_operations vmstat_op = {
2305         .start  = vmstat_start,
2306         .next   = vmstat_next,
2307         .stop   = vmstat_stop,
2308         .show   = vmstat_show,
2309 };
2310
2311 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2312
2313 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2314 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2315                                  unsigned long action, void *hcpu)
2316 {
2317         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2318         long *count;
2319         unsigned long *src, *dest;
2320
2321         if (action == CPU_DEAD) {
2322                 int i;
2323
2324                 /* Drain local pagecache count. */
2325                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2326                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2327                 *count = 0;
2328                 local_irq_disable();
2329                 __drain_pages(cpu);
2330
2331                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2332                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2333                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2334
2335                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2336                                 i++) {
2337                         dest[i] += src[i];
2338                         src[i] = 0;
2339                 }
2340
2341                 local_irq_enable();
2342         }
2343         return NOTIFY_OK;
2344 }
2345 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2346
2347 void __init page_alloc_init(void)
2348 {
2349         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2354  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2355  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2356  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2357  */
2358 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2359 {
2360         struct pglist_data *pgdat;
2361         int j, idx;
2362
2363         for_each_pgdat(pgdat) {
2364                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2365                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2366                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2367
2368                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2369
2370                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2371                                 struct zone *lower_zone;
2372
2373                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2374                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2375
2376                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2377                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2378                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2379                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2380                         }
2381                 }
2382         }
2383 }
2384
2385 /*
2386  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2387  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2388  *      with respect to min_free_kbytes.
2389  */
2390 void setup_per_zone_pages_min(void)
2391 {
2392         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2393         unsigned long lowmem_pages = 0;
2394         struct zone *zone;
2395         unsigned long flags;
2396
2397         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2398         for_each_zone(zone) {
2399                 if (!is_highmem(zone))
2400                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2401         }
2402
2403         for_each_zone(zone) {
2404                 unsigned long tmp;
2405                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2406                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2407                 if (is_highmem(zone)) {
2408                         /*
2409                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2410                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2411                          * value here.
2412                          *
2413                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2414                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2415                          * not be capped for highmem.
2416                          */
2417                         int min_pages;
2418
2419                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2420                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2421                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2422                         if (min_pages > 128)
2423                                 min_pages = 128;
2424                         zone->pages_min = min_pages;
2425                 } else {
2426                         /*
2427                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2428                          * proportionate to the zone's size.
2429                          */
2430                         zone->pages_min = tmp;
2431                 }
2432
2433                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2434                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2435                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2436         }
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Initialise min_free_kbytes.
2441  *
2442  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2443  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2444  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2445  *
2446  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2447  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2448  *
2449  * which yields
2450  *
2451  * 16MB:        512k
2452  * 32MB:        724k
2453  * 64MB:        1024k
2454  * 128MB:       1448k
2455  * 256MB:       2048k
2456  * 512MB:       2896k
2457  * 1024MB:      4096k
2458  * 2048MB:      5792k
2459  * 4096MB:      8192k
2460  * 8192MB:      11584k
2461  * 16384MB:     16384k
2462  */
2463 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2464 {
2465         unsigned long lowmem_kbytes;
2466
2467         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2468
2469         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2470         if (min_free_kbytes < 128)
2471                 min_free_kbytes = 128;
2472         if (min_free_kbytes > 65536)
2473                 min_free_kbytes = 65536;
2474         setup_per_zone_pages_min();
2475         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2476         return 0;
2477 }
2478 module_init(init_per_zone_pages_min)
2479
2480 /*
2481  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2482  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2483  *      changes.
2484  */
2485 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2486         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2487 {
2488         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2489         setup_per_zone_pages_min();
2490         return 0;
2491 }
2492
2493 /*
2494  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2495  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2496  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2497  *
2498  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2499  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2500  * if in function of the boot time zone sizes.
2501  */
2502 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2503         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2504 {
2505         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2506         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2507         return 0;
2508 }
2509
2510 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2511
2512 #ifdef CONFIG_NUMA
2513 static int __init set_hashdist(char *str)
2514 {
2515         if (!str)
2516                 return 0;
2517         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2518         return 1;
2519 }
2520 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2521 #endif
2522
2523 /*
2524  * allocate a large system hash table from bootmem
2525  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2526  *   quantity of entries
2527  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2528  */
2529 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2530                                      unsigned long bucketsize,
2531                                      unsigned long numentries,
2532                                      int scale,
2533                                      int flags,
2534                                      unsigned int *_hash_shift,
2535                                      unsigned int *_hash_mask,
2536                                      unsigned long limit)
2537 {
2538         unsigned long long max = limit;
2539         unsigned long log2qty, size;
2540         void *table = NULL;
2541
2542         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2543         if (!numentries) {
2544                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2545                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2546                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2547                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2548                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2549
2550                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2551                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2552                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2553                 else
2554                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2555         }
2556         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2557         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2558
2559         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2560         if (max == 0) {
2561                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2562                 do_div(max, bucketsize);
2563         }
2564
2565         if (numentries > max)
2566                 numentries = max;
2567
2568         log2qty = long_log2(numentries);
2569
2570         do {
2571                 size = bucketsize << log2qty;
2572                 if (flags & HASH_EARLY)
2573                         table = alloc_bootmem(size);
2574                 else if (hashdist)
2575                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2576                 else {
2577                         unsigned long order;
2578                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2579                                 ;
2580                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2581                 }
2582         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2583
2584         if (!table)
2585                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2586
2587         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2588                tablename,
2589                (1U << log2qty),
2590                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2591                size);
2592
2593         if (_hash_shift)
2594                 *_hash_shift = log2qty;
2595         if (_hash_mask)
2596                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2597
2598         return table;
2599 }