[PATCH] FRV: Clean up bootmem allocator's page freeing algorithm
[linux-2.6] / 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 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold);
57
58 /*
59  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
60  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
61  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
62  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
63  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
64  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
65  *
66  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
67  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
68  */
69 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
70
71 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
72
73 /*
74  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
75  * id is encoded in the upper bits of page->flags
76  */
77 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
78 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
79
80 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
81 int min_free_kbytes = 1024;
82
83 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
84 unsigned long __initdata nr_all_pages;
85
86 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
87 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
88 {
89         int ret = 0;
90         unsigned seq;
91         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
92
93         do {
94                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
95                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
96                         ret = 1;
97                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
98                         ret = 1;
99         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
100
101         return ret;
102 }
103
104 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
105 {
106 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
107         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
108                 return 0;
109 #endif
110         if (zone != page_zone(page))
111                 return 0;
112
113         return 1;
114 }
115 /*
116  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
117  */
118 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
119 {
120         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
121                 return 1;
122         if (!page_is_consistent(zone, page))
123                 return 1;
124
125         return 0;
126 }
127
128 #else
129 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
130 {
131         return 0;
132 }
133 #endif
134
135 static void bad_page(const char *function, struct page *page)
136 {
137         printk(KERN_EMERG "Bad page state at %s (in process '%s', page %p)\n",
138                 function, current->comm, page);
139         printk(KERN_EMERG "flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n",
140                 (int)(2*sizeof(unsigned long)), (unsigned long)page->flags,
141                 page->mapping, page_mapcount(page), page_count(page));
142         printk(KERN_EMERG "Backtrace:\n");
143         dump_stack();
144         printk(KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n");
145         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
146                         1 << PG_private |
147                         1 << PG_locked  |
148                         1 << PG_active  |
149                         1 << PG_dirty   |
150                         1 << PG_reclaim |
151                         1 << PG_slab    |
152                         1 << PG_swapcache |
153                         1 << PG_writeback );
154         set_page_count(page, 0);
155         reset_page_mapcount(page);
156         page->mapping = NULL;
157         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
158 }
159
160 /*
161  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
162  *
163  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
164  *
165  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
166  *
167  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
168  * the head page (even the head page has this).
169  *
170  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
171  * compound page's put_page() function.
172  *
173  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
174  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
175  * may not be compound.
176  */
177 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
178 {
179         int i;
180         int nr_pages = 1 << order;
181
182         page[1].mapping = NULL;
183         page[1].index = order;
184         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
185                 struct page *p = page + i;
186
187                 SetPageCompound(p);
188                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
189         }
190 }
191
192 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
193 {
194         int i;
195         int nr_pages = 1 << order;
196
197         if (!PageCompound(page))
198                 return;
199
200         if (page[1].index != order)
201                 bad_page(__FUNCTION__, page);
202
203         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
204                 struct page *p = page + i;
205
206                 if (!PageCompound(p))
207                         bad_page(__FUNCTION__, page);
208                 if (page_private(p) != (unsigned long)page)
209                         bad_page(__FUNCTION__, page);
210                 ClearPageCompound(p);
211         }
212 }
213
214 /*
215  * function for dealing with page's order in buddy system.
216  * zone->lock is already acquired when we use these.
217  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
218  */
219 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
220         return page_private(page);
221 }
222
223 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
224         set_page_private(page, order);
225         __SetPagePrivate(page);
226 }
227
228 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
229 {
230         __ClearPagePrivate(page);
231         set_page_private(page, 0);
232 }
233
234 /*
235  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
236  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
237  *
238  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
239  * the following equation:
240  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
241  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
242  * 1 buddy is #10:
243  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
244  *
245  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
246  * satisfies the following equation:
247  *     P = B & ~(1 << O)
248  *
249  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
250  */
251 static inline struct page *
252 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
253 {
254         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
255
256         return page + (buddy_idx - page_idx);
257 }
258
259 static inline unsigned long
260 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
261 {
262         return (page_idx & ~(1 << order));
263 }
264
265 /*
266  * This function checks whether a page is free && is the buddy
267  * we can do coalesce a page and its buddy if
268  * (a) the buddy is not in a hole &&
269  * (b) the buddy is free &&
270  * (c) the buddy is on the buddy system &&
271  * (d) a page and its buddy have the same order.
272  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
273  *
274  */
275 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
276 {
277 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
278         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
279                 return 0;
280 #endif
281
282        if (PagePrivate(page)           &&
283            (page_order(page) == order) &&
284             page_count(page) == 0)
285                return 1;
286        return 0;
287 }
288
289 /*
290  * Freeing function for a buddy system allocator.
291  *
292  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
293  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
294  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
295  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
296  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
297  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
298  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
299  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
300  * parts of the VM system.
301  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
302  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
303  * order is recorded in page_private(page) field.
304  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
305  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
306  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
307  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
308  * triggers coalescing into a block of larger size.            
309  *
310  * -- wli
311  */
312
313 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
314                 struct zone *zone, unsigned int order)
315 {
316         unsigned long page_idx;
317         int order_size = 1 << order;
318
319         if (unlikely(order))
320                 destroy_compound_page(page, order);
321
322         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
323
324         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
325         BUG_ON(bad_range(zone, page));
326
327         zone->free_pages += order_size;
328         while (order < MAX_ORDER-1) {
329                 unsigned long combined_idx;
330                 struct free_area *area;
331                 struct page *buddy;
332
333                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
334                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
335                         break;          /* Move the buddy up one level. */
336
337                 list_del(&buddy->lru);
338                 area = zone->free_area + order;
339                 area->nr_free--;
340                 rmv_page_order(buddy);
341                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
342                 page = page + (combined_idx - page_idx);
343                 page_idx = combined_idx;
344                 order++;
345         }
346         set_page_order(page, order);
347         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
348         zone->free_area[order].nr_free++;
349 }
350
351 static inline int free_pages_check(const char *function, struct page *page)
352 {
353         if (unlikely(page_mapcount(page) |
354                 (page->mapping != NULL)  |
355                 (page_count(page) != 0)  |
356                 (page->flags & (
357                         1 << PG_lru     |
358                         1 << PG_private |
359                         1 << PG_locked  |
360                         1 << PG_active  |
361                         1 << PG_reclaim |
362                         1 << PG_slab    |
363                         1 << PG_swapcache |
364                         1 << PG_writeback |
365                         1 << PG_reserved ))))
366                 bad_page(function, page);
367         if (PageDirty(page))
368                 __ClearPageDirty(page);
369         /*
370          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
371          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
372          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
373          */
374         return PageReserved(page);
375 }
376
377 /*
378  * Frees a list of pages. 
379  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
380  * count is the number of pages to free.
381  *
382  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
383  * see if this freeing clears that state.
384  *
385  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
386  * pinned" detection logic.
387  */
388 static int
389 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
390                 struct list_head *list, unsigned int order)
391 {
392         struct page *page = NULL;
393         int ret = 0;
394
395         spin_lock(&zone->lock);
396         zone->all_unreclaimable = 0;
397         zone->pages_scanned = 0;
398         while (!list_empty(list) && count--) {
399                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
400                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
401                 list_del(&page->lru);
402                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
403                 ret++;
404         }
405         spin_unlock(&zone->lock);
406         return ret;
407 }
408
409 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
410 {
411         unsigned long flags;
412         LIST_HEAD(list);
413         int i;
414         int reserved = 0;
415
416         arch_free_page(page, order);
417
418 #ifndef CONFIG_MMU
419         if (order > 0)
420                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
421                         __put_page(page + i);
422 #endif
423
424         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
425                 reserved += free_pages_check(__FUNCTION__, page + i);
426         if (reserved)
427                 return;
428
429         list_add(&page->lru, &list);
430         mod_page_state(pgfree, 1 << order);
431         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
432         local_irq_save(flags);
433         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
434         local_irq_restore(flags);
435 }
436
437 /*
438  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
439  */
440 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
441 {
442         if (order == 0) {
443                 __ClearPageReserved(page);
444                 set_page_count(page, 0);
445
446                 free_hot_cold_page(page, 0);
447         } else {
448                 LIST_HEAD(list);
449                 int loop;
450
451                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
452                         struct page *p = &page[loop];
453
454                         if (loop + 16 < BITS_PER_LONG)
455                                 prefetchw(p + 16);
456                         __ClearPageReserved(p);
457                         set_page_count(p, 0);
458                 }
459
460                 arch_free_page(page, order);
461
462                 mod_page_state(pgfree, 1 << order);
463
464                 list_add(&page->lru, &list);
465                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
466                 free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
467         }
468 }
469
470
471 /*
472  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
473  * Please do not alter this order without good reasons and regression
474  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
475  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
476  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
477  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
478  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
479  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
480  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
481  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
482  *
483  * -- wli
484  */
485 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
486         int low, int high, struct free_area *area)
487 {
488         unsigned long size = 1 << high;
489
490         while (high > low) {
491                 area--;
492                 high--;
493                 size >>= 1;
494                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
495                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
496                 area->nr_free++;
497                 set_page_order(&page[size], high);
498         }
499 }
500
501 /*
502  * This page is about to be returned from the page allocator
503  */
504 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
505 {
506         if (unlikely(page_mapcount(page) |
507                 (page->mapping != NULL)  |
508                 (page_count(page) != 0)  |
509                 (page->flags & (
510                         1 << PG_lru     |
511                         1 << PG_private |
512                         1 << PG_locked  |
513                         1 << PG_active  |
514                         1 << PG_dirty   |
515                         1 << PG_reclaim |
516                         1 << PG_slab    |
517                         1 << PG_swapcache |
518                         1 << PG_writeback |
519                         1 << PG_reserved ))))
520                 bad_page(__FUNCTION__, page);
521
522         /*
523          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
524          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
525          */
526         if (PageReserved(page))
527                 return 1;
528
529         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
530                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
531                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
532         set_page_private(page, 0);
533         set_page_refs(page, order);
534         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
535         return 0;
536 }
537
538 /* 
539  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
540  * Call me with the zone->lock already held.
541  */
542 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
543 {
544         struct free_area * area;
545         unsigned int current_order;
546         struct page *page;
547
548         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
549                 area = zone->free_area + current_order;
550                 if (list_empty(&area->free_list))
551                         continue;
552
553                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
554                 list_del(&page->lru);
555                 rmv_page_order(page);
556                 area->nr_free--;
557                 zone->free_pages -= 1UL << order;
558                 expand(zone, page, order, current_order, area);
559                 return page;
560         }
561
562         return NULL;
563 }
564
565 /* 
566  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
567  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
568  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
569  */
570 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
571                         unsigned long count, struct list_head *list)
572 {
573         int i;
574         
575         spin_lock(&zone->lock);
576         for (i = 0; i < count; ++i) {
577                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
578                 if (unlikely(page == NULL))
579                         break;
580                 list_add_tail(&page->lru, list);
581         }
582         spin_unlock(&zone->lock);
583         return i;
584 }
585
586 #ifdef CONFIG_NUMA
587 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
588 void drain_remote_pages(void)
589 {
590         struct zone *zone;
591         int i;
592         unsigned long flags;
593
594         local_irq_save(flags);
595         for_each_zone(zone) {
596                 struct per_cpu_pageset *pset;
597
598                 /* Do not drain local pagesets */
599                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
600                         continue;
601
602                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
603                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
604                         struct per_cpu_pages *pcp;
605
606                         pcp = &pset->pcp[i];
607                         if (pcp->count)
608                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
609                                                 &pcp->list, 0);
610                 }
611         }
612         local_irq_restore(flags);
613 }
614 #endif
615
616 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
617 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
618 {
619         unsigned long flags;
620         struct zone *zone;
621         int i;
622
623         for_each_zone(zone) {
624                 struct per_cpu_pageset *pset;
625
626                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
627                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
628                         struct per_cpu_pages *pcp;
629
630                         pcp = &pset->pcp[i];
631                         local_irq_save(flags);
632                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
633                                                 &pcp->list, 0);
634                         local_irq_restore(flags);
635                 }
636         }
637 }
638 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
639
640 #ifdef CONFIG_PM
641
642 void mark_free_pages(struct zone *zone)
643 {
644         unsigned long zone_pfn, flags;
645         int order;
646         struct list_head *curr;
647
648         if (!zone->spanned_pages)
649                 return;
650
651         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
652         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
653                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
654
655         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
656                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
657                         unsigned long start_pfn, i;
658
659                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
660
661                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
662                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
663         }
664         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
665 }
666
667 /*
668  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
669  */
670 void drain_local_pages(void)
671 {
672         unsigned long flags;
673
674         local_irq_save(flags);  
675         __drain_pages(smp_processor_id());
676         local_irq_restore(flags);       
677 }
678 #endif /* CONFIG_PM */
679
680 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z)
681 {
682 #ifdef CONFIG_NUMA
683         unsigned long flags;
684         int cpu;
685         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
686         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
687         struct per_cpu_pageset *p;
688
689         local_irq_save(flags);
690         cpu = smp_processor_id();
691         p = zone_pcp(z,cpu);
692         if (pg == orig) {
693                 p->numa_hit++;
694         } else {
695                 p->numa_miss++;
696                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
697         }
698         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
699                 p->local_node++;
700         else
701                 p->other_node++;
702         local_irq_restore(flags);
703 #endif
704 }
705
706 /*
707  * Free a 0-order page
708  */
709 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
710 {
711         struct zone *zone = page_zone(page);
712         struct per_cpu_pages *pcp;
713         unsigned long flags;
714
715         arch_free_page(page, 0);
716
717         if (PageAnon(page))
718                 page->mapping = NULL;
719         if (free_pages_check(__FUNCTION__, page))
720                 return;
721
722         inc_page_state(pgfree);
723         kernel_map_pages(page, 1, 0);
724
725         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
726         local_irq_save(flags);
727         list_add(&page->lru, &pcp->list);
728         pcp->count++;
729         if (pcp->count >= pcp->high)
730                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
731         local_irq_restore(flags);
732         put_cpu();
733 }
734
735 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
736 {
737         free_hot_cold_page(page, 0);
738 }
739         
740 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
741 {
742         free_hot_cold_page(page, 1);
743 }
744
745 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
746 {
747         int i;
748
749         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
750         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
751                 clear_highpage(page + i);
752 }
753
754 /*
755  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
756  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
757  * or two.
758  */
759 static struct page *
760 buffered_rmqueue(struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
761 {
762         unsigned long flags;
763         struct page *page;
764         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
765
766 again:
767         if (order == 0) {
768                 struct per_cpu_pages *pcp;
769
770                 page = NULL;
771                 pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
772                 local_irq_save(flags);
773                 if (!pcp->count)
774                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
775                                                 pcp->batch, &pcp->list);
776                 if (likely(pcp->count)) {
777                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
778                         list_del(&page->lru);
779                         pcp->count--;
780                 }
781                 local_irq_restore(flags);
782                 put_cpu();
783         } else {
784                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
785                 page = __rmqueue(zone, order);
786                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
787         }
788
789         if (page != NULL) {
790                 BUG_ON(bad_range(zone, page));
791                 mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
792                 if (prep_new_page(page, order))
793                         goto again;
794
795                 if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
796                         prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
797
798                 if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
799                         prep_compound_page(page, order);
800         }
801         return page;
802 }
803
804 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
805 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
806 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
807 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
808 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
809 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
810 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
811
812 /*
813  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
814  * of the allocation.
815  */
816 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
817                       int classzone_idx, int alloc_flags)
818 {
819         /* free_pages my go negative - that's OK */
820         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
821         int o;
822
823         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
824                 min -= min / 2;
825         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
826                 min -= min / 4;
827
828         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
829                 return 0;
830         for (o = 0; o < order; o++) {
831                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
832                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
833
834                 /* Require fewer higher order pages to be free */
835                 min >>= 1;
836
837                 if (free_pages <= min)
838                         return 0;
839         }
840         return 1;
841 }
842
843 /*
844  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
845  * a page.
846  */
847 static struct page *
848 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
849                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
850 {
851         struct zone **z = zonelist->zones;
852         struct page *page = NULL;
853         int classzone_idx = zone_idx(*z);
854
855         /*
856          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
857          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
858          */
859         do {
860                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
861                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
862                         continue;
863
864                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
865                         unsigned long mark;
866                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
867                                 mark = (*z)->pages_min;
868                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
869                                 mark = (*z)->pages_low;
870                         else
871                                 mark = (*z)->pages_high;
872                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
873                                     classzone_idx, alloc_flags))
874                                 continue;
875                 }
876
877                 page = buffered_rmqueue(*z, order, gfp_mask);
878                 if (page) {
879                         zone_statistics(zonelist, *z);
880                         break;
881                 }
882         } while (*(++z) != NULL);
883         return page;
884 }
885
886 /*
887  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
888  */
889 struct page * fastcall
890 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
891                 struct zonelist *zonelist)
892 {
893         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
894         struct zone **z;
895         struct page *page;
896         struct reclaim_state reclaim_state;
897         struct task_struct *p = current;
898         int do_retry;
899         int alloc_flags;
900         int did_some_progress;
901
902         might_sleep_if(wait);
903
904 restart:
905         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
906
907         if (unlikely(*z == NULL)) {
908                 /* Should this ever happen?? */
909                 return NULL;
910         }
911
912         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
913                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
914         if (page)
915                 goto got_pg;
916
917         do {
918                 wakeup_kswapd(*z, order);
919         } while (*(++z));
920
921         /*
922          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
923          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
924          * to how we want to proceed.
925          *
926          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
927          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
928          * policy.
929          */
930         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
931         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
932                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
933         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
934                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
935         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
936
937         /*
938          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
939          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
940          *
941          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
942          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
943          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
944          */
945         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
946         if (page)
947                 goto got_pg;
948
949         /* This allocation should allow future memory freeing. */
950
951         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
952                         && !in_interrupt()) {
953                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
954 nofail_alloc:
955                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
956                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
957                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
958                         if (page)
959                                 goto got_pg;
960                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
961                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
962                                 goto nofail_alloc;
963                         }
964                 }
965                 goto nopage;
966         }
967
968         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
969         if (!wait)
970                 goto nopage;
971
972 rebalance:
973         cond_resched();
974
975         /* We now go into synchronous reclaim */
976         p->flags |= PF_MEMALLOC;
977         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
978         p->reclaim_state = &reclaim_state;
979
980         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
981
982         p->reclaim_state = NULL;
983         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
984
985         cond_resched();
986
987         if (likely(did_some_progress)) {
988                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
989                                                 zonelist, alloc_flags);
990                 if (page)
991                         goto got_pg;
992         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
993                 /*
994                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
995                  * very high watermark here, this is only to catch
996                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
997                  * under heavy pressure.
998                  */
999                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1000                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1001                 if (page)
1002                         goto got_pg;
1003
1004                 out_of_memory(gfp_mask, order);
1005                 goto restart;
1006         }
1007
1008         /*
1009          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1010          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1011          *
1012          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1013          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1014          */
1015         do_retry = 0;
1016         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1017                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1018                         do_retry = 1;
1019                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1020                         do_retry = 1;
1021         }
1022         if (do_retry) {
1023                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1024                 goto rebalance;
1025         }
1026
1027 nopage:
1028         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1029                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1030                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1031                         p->comm, order, gfp_mask);
1032                 dump_stack();
1033                 show_mem();
1034         }
1035 got_pg:
1036         return page;
1037 }
1038
1039 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1040
1041 /*
1042  * Common helper functions.
1043  */
1044 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1045 {
1046         struct page * page;
1047         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1048         if (!page)
1049                 return 0;
1050         return (unsigned long) page_address(page);
1051 }
1052
1053 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1054
1055 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1056 {
1057         struct page * page;
1058
1059         /*
1060          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1061          * a highmem page
1062          */
1063         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1064
1065         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1066         if (page)
1067                 return (unsigned long) page_address(page);
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1072
1073 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1074 {
1075         int i = pagevec_count(pvec);
1076
1077         while (--i >= 0)
1078                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1079 }
1080
1081 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1082 {
1083         if (put_page_testzero(page)) {
1084                 if (order == 0)
1085                         free_hot_page(page);
1086                 else
1087                         __free_pages_ok(page, order);
1088         }
1089 }
1090
1091 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1092
1093 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1094 {
1095         if (addr != 0) {
1096                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1097                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1098         }
1099 }
1100
1101 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1102
1103 /*
1104  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1105  */
1106 unsigned int nr_free_pages(void)
1107 {
1108         unsigned int sum = 0;
1109         struct zone *zone;
1110
1111         for_each_zone(zone)
1112                 sum += zone->free_pages;
1113
1114         return sum;
1115 }
1116
1117 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1118
1119 #ifdef CONFIG_NUMA
1120 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1121 {
1122         unsigned int i, sum = 0;
1123
1124         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1125                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1126
1127         return sum;
1128 }
1129 #endif
1130
1131 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1132 {
1133         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1134         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1135         unsigned int sum = 0;
1136
1137         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1138         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1139         struct zone *zone;
1140
1141         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1142                 unsigned long size = zone->present_pages;
1143                 unsigned long high = zone->pages_high;
1144                 if (size > high)
1145                         sum += size - high;
1146         }
1147
1148         return sum;
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1153  */
1154 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1155 {
1156         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1161  */
1162 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1163 {
1164         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1165 }
1166
1167 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1168 unsigned int nr_free_highpages (void)
1169 {
1170         pg_data_t *pgdat;
1171         unsigned int pages = 0;
1172
1173         for_each_pgdat(pgdat)
1174                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1175
1176         return pages;
1177 }
1178 #endif
1179
1180 #ifdef CONFIG_NUMA
1181 static void show_node(struct zone *zone)
1182 {
1183         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1184 }
1185 #else
1186 #define show_node(zone) do { } while (0)
1187 #endif
1188
1189 /*
1190  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1191  * The result is unavoidably approximate - it can change
1192  * during and after execution of this function.
1193  */
1194 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1195
1196 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1197 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1198 #ifdef CONFIG_SMP
1199 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1200 #endif
1201
1202 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1203 {
1204         int cpu = 0;
1205
1206         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1207
1208         cpu = first_cpu(*cpumask);
1209         while (cpu < NR_CPUS) {
1210                 unsigned long *in, *out, off;
1211
1212                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1213
1214                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1215
1216                 if (cpu < NR_CPUS)
1217                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1218
1219                 out = (unsigned long *)ret;
1220                 for (off = 0; off < nr; off++)
1221                         *out++ += *in++;
1222         }
1223 }
1224
1225 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1226 {
1227         int nr;
1228         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1229
1230         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1231         nr /= sizeof(unsigned long);
1232
1233         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1234 }
1235
1236 void get_page_state(struct page_state *ret)
1237 {
1238         int nr;
1239         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1240
1241         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1242         nr /= sizeof(unsigned long);
1243
1244         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1245 }
1246
1247 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1248 {
1249         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1250
1251         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1252 }
1253
1254 unsigned long __read_page_state(unsigned long offset)
1255 {
1256         unsigned long ret = 0;
1257         int cpu;
1258
1259         for_each_cpu(cpu) {
1260                 unsigned long in;
1261
1262                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1263                 ret += *((unsigned long *)in);
1264         }
1265         return ret;
1266 }
1267
1268 void __mod_page_state(unsigned long offset, unsigned long delta)
1269 {
1270         unsigned long flags;
1271         void* ptr;
1272
1273         local_irq_save(flags);
1274         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1275         *(unsigned long*)(ptr + offset) += delta;
1276         local_irq_restore(flags);
1277 }
1278
1279 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state);
1280
1281 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1282                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1283 {
1284         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1285         int i;
1286
1287         *active = 0;
1288         *inactive = 0;
1289         *free = 0;
1290         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1291                 *active += zones[i].nr_active;
1292                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1293                 *free += zones[i].free_pages;
1294         }
1295 }
1296
1297 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1298                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1299 {
1300         struct pglist_data *pgdat;
1301
1302         *active = 0;
1303         *inactive = 0;
1304         *free = 0;
1305         for_each_pgdat(pgdat) {
1306                 unsigned long l, m, n;
1307                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1308                 *active += l;
1309                 *inactive += m;
1310                 *free += n;
1311         }
1312 }
1313
1314 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1315 {
1316         val->totalram = totalram_pages;
1317         val->sharedram = 0;
1318         val->freeram = nr_free_pages();
1319         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1320 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1321         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1322         val->freehigh = nr_free_highpages();
1323 #else
1324         val->totalhigh = 0;
1325         val->freehigh = 0;
1326 #endif
1327         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1328 }
1329
1330 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1331
1332 #ifdef CONFIG_NUMA
1333 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1334 {
1335         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1336
1337         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1338         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1339         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1340         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1341         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1342 }
1343 #endif
1344
1345 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1346
1347 /*
1348  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1349  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1350  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1351  */
1352 void show_free_areas(void)
1353 {
1354         struct page_state ps;
1355         int cpu, temperature;
1356         unsigned long active;
1357         unsigned long inactive;
1358         unsigned long free;
1359         struct zone *zone;
1360
1361         for_each_zone(zone) {
1362                 show_node(zone);
1363                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1364
1365                 if (!zone->present_pages) {
1366                         printk(" empty\n");
1367                         continue;
1368                 } else
1369                         printk("\n");
1370
1371                 for_each_online_cpu(cpu) {
1372                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1373
1374                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1375
1376                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1377                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1378                                         cpu,
1379                                         temperature ? "cold" : "hot",
1380                                         pageset->pcp[temperature].high,
1381                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1382                                         pageset->pcp[temperature].count);
1383                 }
1384         }
1385
1386         get_page_state(&ps);
1387         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1388
1389         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1390                 K(nr_free_pages()),
1391                 K(nr_free_highpages()));
1392
1393         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1394                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1395                 active,
1396                 inactive,
1397                 ps.nr_dirty,
1398                 ps.nr_writeback,
1399                 ps.nr_unstable,
1400                 nr_free_pages(),
1401                 ps.nr_slab,
1402                 ps.nr_mapped,
1403                 ps.nr_page_table_pages);
1404
1405         for_each_zone(zone) {
1406                 int i;
1407
1408                 show_node(zone);
1409                 printk("%s"
1410                         " free:%lukB"
1411                         " min:%lukB"
1412                         " low:%lukB"
1413                         " high:%lukB"
1414                         " active:%lukB"
1415                         " inactive:%lukB"
1416                         " present:%lukB"
1417                         " pages_scanned:%lu"
1418                         " all_unreclaimable? %s"
1419                         "\n",
1420                         zone->name,
1421                         K(zone->free_pages),
1422                         K(zone->pages_min),
1423                         K(zone->pages_low),
1424                         K(zone->pages_high),
1425                         K(zone->nr_active),
1426                         K(zone->nr_inactive),
1427                         K(zone->present_pages),
1428                         zone->pages_scanned,
1429                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1430                         );
1431                 printk("lowmem_reserve[]:");
1432                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1433                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1434                 printk("\n");
1435         }
1436
1437         for_each_zone(zone) {
1438                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1439
1440                 show_node(zone);
1441                 printk("%s: ", zone->name);
1442                 if (!zone->present_pages) {
1443                         printk("empty\n");
1444                         continue;
1445                 }
1446
1447                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1448                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1449                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1450                         total += nr << order;
1451                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1452                 }
1453                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1454                 printk("= %lukB\n", K(total));
1455         }
1456
1457         show_swap_cache_info();
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Builds allocation fallback zone lists.
1462  */
1463 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist, int j, int k)
1464 {
1465         switch (k) {
1466                 struct zone *zone;
1467         default:
1468                 BUG();
1469         case ZONE_HIGHMEM:
1470                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
1471                 if (zone->present_pages) {
1472 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1473                         BUG();
1474 #endif
1475                         zonelist->zones[j++] = zone;
1476                 }
1477         case ZONE_NORMAL:
1478                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
1479                 if (zone->present_pages)
1480                         zonelist->zones[j++] = zone;
1481         case ZONE_DMA32:
1482                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
1483                 if (zone->present_pages)
1484                         zonelist->zones[j++] = zone;
1485         case ZONE_DMA:
1486                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
1487                 if (zone->present_pages)
1488                         zonelist->zones[j++] = zone;
1489         }
1490
1491         return j;
1492 }
1493
1494 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1495 {
1496         int res = ZONE_NORMAL;
1497         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1498                 res = ZONE_HIGHMEM;
1499         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1500                 res = ZONE_DMA32;
1501         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1502                 res = ZONE_DMA;
1503         return res;
1504 }
1505
1506 #ifdef CONFIG_NUMA
1507 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1508 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1509 /**
1510  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1511  * @node: node whose fallback list we're appending
1512  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1513  *
1514  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1515  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1516  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1517  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1518  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1519  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1520  * on them otherwise.
1521  * It returns -1 if no node is found.
1522  */
1523 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1524 {
1525         int i, n, val;
1526         int min_val = INT_MAX;
1527         int best_node = -1;
1528
1529         for_each_online_node(i) {
1530                 cpumask_t tmp;
1531
1532                 /* Start from local node */
1533                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1534
1535                 /* Don't want a node to appear more than once */
1536                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1537                         continue;
1538
1539                 /* Use the local node if we haven't already */
1540                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1541                         best_node = node;
1542                         break;
1543                 }
1544
1545                 /* Use the distance array to find the distance */
1546                 val = node_distance(node, n);
1547
1548                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1549                 tmp = node_to_cpumask(n);
1550                 if (!cpus_empty(tmp))
1551                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1552
1553                 /* Slight preference for less loaded node */
1554                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1555                 val += node_load[n];
1556
1557                 if (val < min_val) {
1558                         min_val = val;
1559                         best_node = n;
1560                 }
1561         }
1562
1563         if (best_node >= 0)
1564                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1565
1566         return best_node;
1567 }
1568
1569 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1570 {
1571         int i, j, k, node, local_node;
1572         int prev_node, load;
1573         struct zonelist *zonelist;
1574         nodemask_t used_mask;
1575
1576         /* initialize zonelists */
1577         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1578                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1579                 zonelist->zones[0] = NULL;
1580         }
1581
1582         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1583         local_node = pgdat->node_id;
1584         load = num_online_nodes();
1585         prev_node = local_node;
1586         nodes_clear(used_mask);
1587         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1588                 /*
1589                  * We don't want to pressure a particular node.
1590                  * So adding penalty to the first node in same
1591                  * distance group to make it round-robin.
1592                  */
1593                 if (node_distance(local_node, node) !=
1594                                 node_distance(local_node, prev_node))
1595                         node_load[node] += load;
1596                 prev_node = node;
1597                 load--;
1598                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1599                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1600                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1601
1602                         k = highest_zone(i);
1603
1604                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1605                         zonelist->zones[j] = NULL;
1606                 }
1607         }
1608 }
1609
1610 #else   /* CONFIG_NUMA */
1611
1612 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1613 {
1614         int i, j, k, node, local_node;
1615
1616         local_node = pgdat->node_id;
1617         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1618                 struct zonelist *zonelist;
1619
1620                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1621
1622                 j = 0;
1623                 k = highest_zone(i);
1624                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1625                 /*
1626                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1627                  * of all the other nodes.
1628                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1629                  * building the zones for node N, we make sure that the
1630                  * zones coming right after the local ones are those from
1631                  * node N+1 (modulo N)
1632                  */
1633                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1634                         if (!node_online(node))
1635                                 continue;
1636                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1637                 }
1638                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1639                         if (!node_online(node))
1640                                 continue;
1641                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1642                 }
1643
1644                 zonelist->zones[j] = NULL;
1645         }
1646 }
1647
1648 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1649
1650 void __init build_all_zonelists(void)
1651 {
1652         int i;
1653
1654         for_each_online_node(i)
1655                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1656         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1657         cpuset_init_current_mems_allowed();
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1662  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1663  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1664  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1665  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1666  * conservative, even though it seems large.
1667  *
1668  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1669  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1670  */
1671 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1672
1673 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1674 {
1675         unsigned long size = 1;
1676
1677         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1678
1679         while (size < pages)
1680                 size <<= 1;
1681
1682         /*
1683          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1684          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1685          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1686          */
1687         size = min(size, 4096UL);
1688
1689         return max(size, 4UL);
1690 }
1691
1692 /*
1693  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1694  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1695  * hash function before the remainder is taken.
1696  */
1697 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1698 {
1699         return ffz(~size);
1700 }
1701
1702 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1703
1704 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1705                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1706 {
1707         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1708         int i;
1709
1710         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1711                 totalpages += zones_size[i];
1712         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1713
1714         realtotalpages = totalpages;
1715         if (zholes_size)
1716                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1717                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1718         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1719         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1720 }
1721
1722
1723 /*
1724  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1725  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1726  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1727  */
1728 void __devinit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1729                 unsigned long start_pfn)
1730 {
1731         struct page *page;
1732         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1733         unsigned long pfn;
1734
1735         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1736                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1737                         continue;
1738                 page = pfn_to_page(pfn);
1739                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1740                 set_page_count(page, 1);
1741                 reset_page_mapcount(page);
1742                 SetPageReserved(page);
1743                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1744 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1745                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1746                 if (!is_highmem_idx(zone))
1747                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1748 #endif
1749         }
1750 }
1751
1752 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1753                                 unsigned long size)
1754 {
1755         int order;
1756         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1757                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1758                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1759         }
1760 }
1761
1762 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1763 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1764                 unsigned long size)
1765 {
1766         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1767         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1768
1769         if (FLAGS_HAS_NODE)
1770                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1771         else
1772                 for (; snum <= end; snum++)
1773                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1774 }
1775
1776 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1777 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1778         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1779 #endif
1780
1781 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1782 {
1783         int batch;
1784
1785         /*
1786          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1787          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1788          *
1789          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1790          */
1791         batch = zone->present_pages / 1024;
1792         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1793                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1794         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1795         if (batch < 1)
1796                 batch = 1;
1797
1798         /*
1799          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1800          * of 2 value was found to be more likely to have
1801          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1802          *
1803          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1804          * batches of pages, one task can end up with a lot
1805          * of pages of one half of the possible page colors
1806          * and the other with pages of the other colors.
1807          */
1808         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1809
1810         return batch;
1811 }
1812
1813 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1814 {
1815         struct per_cpu_pages *pcp;
1816
1817         memset(p, 0, sizeof(*p));
1818
1819         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1820         pcp->count = 0;
1821         pcp->high = 6 * batch;
1822         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1823         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1824
1825         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1826         pcp->count = 0;
1827         pcp->high = 2 * batch;
1828         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1829         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1830 }
1831
1832 #ifdef CONFIG_NUMA
1833 /*
1834  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1835  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1836  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1837  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1838  * with interrupts disabled.
1839  *
1840  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1841  *
1842  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1843  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1844  * hotplugged processors.
1845  *
1846  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1847  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1848  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1849  */
1850 static struct per_cpu_pageset
1851         boot_pageset[NR_CPUS];
1852
1853 /*
1854  * Dynamically allocate memory for the
1855  * per cpu pageset array in struct zone.
1856  */
1857 static int __devinit process_zones(int cpu)
1858 {
1859         struct zone *zone, *dzone;
1860
1861         for_each_zone(zone) {
1862
1863                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1864                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1865                 if (!zone->pageset[cpu])
1866                         goto bad;
1867
1868                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1869         }
1870
1871         return 0;
1872 bad:
1873         for_each_zone(dzone) {
1874                 if (dzone == zone)
1875                         break;
1876                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1877                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1878         }
1879         return -ENOMEM;
1880 }
1881
1882 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1883 {
1884 #ifdef CONFIG_NUMA
1885         struct zone *zone;
1886
1887         for_each_zone(zone) {
1888                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1889
1890                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1891                 kfree(pset);
1892         }
1893 #endif
1894 }
1895
1896 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1897                 unsigned long action,
1898                 void *hcpu)
1899 {
1900         int cpu = (long)hcpu;
1901         int ret = NOTIFY_OK;
1902
1903         switch (action) {
1904                 case CPU_UP_PREPARE:
1905                         if (process_zones(cpu))
1906                                 ret = NOTIFY_BAD;
1907                         break;
1908                 case CPU_UP_CANCELED:
1909                 case CPU_DEAD:
1910                         free_zone_pagesets(cpu);
1911                         break;
1912                 default:
1913                         break;
1914         }
1915         return ret;
1916 }
1917
1918 static struct notifier_block pageset_notifier =
1919         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1920
1921 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1922 {
1923         int err;
1924
1925         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1926          * A cpuup callback will do this for every cpu
1927          * as it comes online
1928          */
1929         err = process_zones(smp_processor_id());
1930         BUG_ON(err);
1931         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1932 }
1933
1934 #endif
1935
1936 static __devinit
1937 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1938 {
1939         int i;
1940         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1941
1942         /*
1943          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1944          * per zone.
1945          */
1946         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1947         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1948         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1949                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1950                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1951
1952         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1953                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1954 }
1955
1956 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1957 {
1958         int cpu;
1959         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1960
1961         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1962 #ifdef CONFIG_NUMA
1963                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1964                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1965                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1966 #else
1967                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1968 #endif
1969         }
1970         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1971                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1972 }
1973
1974 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1975                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1976 {
1977         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1978
1979         zone_wait_table_init(zone, size);
1980         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1981
1982         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1983         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1984
1985         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1986
1987         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Set up the zone data structures:
1992  *   - mark all pages reserved
1993  *   - mark all memory queues empty
1994  *   - clear the memory bitmaps
1995  */
1996 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1997                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1998 {
1999         unsigned long j;
2000         int nid = pgdat->node_id;
2001         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2002
2003         pgdat_resize_init(pgdat);
2004         pgdat->nr_zones = 0;
2005         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2006         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2007         
2008         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2009                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2010                 unsigned long size, realsize;
2011
2012                 realsize = size = zones_size[j];
2013                 if (zholes_size)
2014                         realsize -= zholes_size[j];
2015
2016                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2017                         nr_kernel_pages += realsize;
2018                 nr_all_pages += realsize;
2019
2020                 zone->spanned_pages = size;
2021                 zone->present_pages = realsize;
2022                 zone->name = zone_names[j];
2023                 spin_lock_init(&zone->lock);
2024                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2025                 zone_seqlock_init(zone);
2026                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2027                 zone->free_pages = 0;
2028
2029                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2030
2031                 zone_pcp_init(zone);
2032                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2033                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2034                 zone->nr_scan_active = 0;
2035                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2036                 zone->nr_active = 0;
2037                 zone->nr_inactive = 0;
2038                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2039                 if (!size)
2040                         continue;
2041
2042                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2043                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2044                 zone_start_pfn += size;
2045         }
2046 }
2047
2048 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2049 {
2050         /* Skip empty nodes */
2051         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2052                 return;
2053
2054 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2055         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2056         if (!pgdat->node_mem_map) {
2057                 unsigned long size;
2058                 struct page *map;
2059
2060                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2061                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2062                 if (!map)
2063                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2064                 pgdat->node_mem_map = map;
2065         }
2066 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2067         /*
2068          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2069          */
2070         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2071                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2072 #endif
2073 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2074 }
2075
2076 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2077                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2078                 unsigned long *zholes_size)
2079 {
2080         pgdat->node_id = nid;
2081         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2082         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2083
2084         alloc_node_mem_map(pgdat);
2085
2086         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2087 }
2088
2089 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2090 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2091 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2092
2093 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2094 #endif
2095
2096 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2097 {
2098         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2099                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2100 }
2101
2102 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2103
2104 #include <linux/seq_file.h>
2105
2106 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2107 {
2108         pg_data_t *pgdat;
2109         loff_t node = *pos;
2110
2111         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2112                 --node;
2113
2114         return pgdat;
2115 }
2116
2117 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2118 {
2119         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2120
2121         (*pos)++;
2122         return pgdat->pgdat_next;
2123 }
2124
2125 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2126 {
2127 }
2128
2129 /* 
2130  * This walks the free areas for each zone.
2131  */
2132 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2133 {
2134         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2135         struct zone *zone;
2136         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2137         unsigned long flags;
2138         int order;
2139
2140         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2141                 if (!zone->present_pages)
2142                         continue;
2143
2144                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2145                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2146                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2147                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2148                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2149                 seq_putc(m, '\n');
2150         }
2151         return 0;
2152 }
2153
2154 struct seq_operations fragmentation_op = {
2155         .start  = frag_start,
2156         .next   = frag_next,
2157         .stop   = frag_stop,
2158         .show   = frag_show,
2159 };
2160
2161 /*
2162  * Output information about zones in @pgdat.
2163  */
2164 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2165 {
2166         pg_data_t *pgdat = arg;
2167         struct zone *zone;
2168         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2169         unsigned long flags;
2170
2171         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2172                 int i;
2173
2174                 if (!zone->present_pages)
2175                         continue;
2176
2177                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2178                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2179                 seq_printf(m,
2180                            "\n  pages free     %lu"
2181                            "\n        min      %lu"
2182                            "\n        low      %lu"
2183                            "\n        high     %lu"
2184                            "\n        active   %lu"
2185                            "\n        inactive %lu"
2186                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2187                            "\n        spanned  %lu"
2188                            "\n        present  %lu",
2189                            zone->free_pages,
2190                            zone->pages_min,
2191                            zone->pages_low,
2192                            zone->pages_high,
2193                            zone->nr_active,
2194                            zone->nr_inactive,
2195                            zone->pages_scanned,
2196                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2197                            zone->spanned_pages,
2198                            zone->present_pages);
2199                 seq_printf(m,
2200                            "\n        protection: (%lu",
2201                            zone->lowmem_reserve[0]);
2202                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2203                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2204                 seq_printf(m,
2205                            ")"
2206                            "\n  pagesets");
2207                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2208                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2209                         int j;
2210
2211                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2212                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2213                                 if (pageset->pcp[j].count)
2214                                         break;
2215                         }
2216                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2217                                 continue;
2218                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2219                                 seq_printf(m,
2220                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2221                                            "\n              count: %i"
2222                                            "\n              high:  %i"
2223                                            "\n              batch: %i",
2224                                            i, j,
2225                                            pageset->pcp[j].count,
2226                                            pageset->pcp[j].high,
2227                                            pageset->pcp[j].batch);
2228                         }
2229 #ifdef CONFIG_NUMA
2230                         seq_printf(m,
2231                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2232                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2233                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2234                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2235                                    "\n            local_node:     %lu"
2236                                    "\n            other_node:     %lu",
2237                                    pageset->numa_hit,
2238                                    pageset->numa_miss,
2239                                    pageset->numa_foreign,
2240                                    pageset->interleave_hit,
2241                                    pageset->local_node,
2242                                    pageset->other_node);
2243 #endif
2244                 }
2245                 seq_printf(m,
2246                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2247                            "\n  prev_priority:     %i"
2248                            "\n  temp_priority:     %i"
2249                            "\n  start_pfn:         %lu",
2250                            zone->all_unreclaimable,
2251                            zone->prev_priority,
2252                            zone->temp_priority,
2253                            zone->zone_start_pfn);
2254                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2255                 seq_putc(m, '\n');
2256         }
2257         return 0;
2258 }
2259
2260 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2261         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2262                                * fragmentation. */
2263         .next   = frag_next,
2264         .stop   = frag_stop,
2265         .show   = zoneinfo_show,
2266 };
2267
2268 static char *vmstat_text[] = {
2269         "nr_dirty",
2270         "nr_writeback",
2271         "nr_unstable",
2272         "nr_page_table_pages",
2273         "nr_mapped",
2274         "nr_slab",
2275
2276         "pgpgin",
2277         "pgpgout",
2278         "pswpin",
2279         "pswpout",
2280         "pgalloc_high",
2281
2282         "pgalloc_normal",
2283         "pgalloc_dma",
2284         "pgfree",
2285         "pgactivate",
2286         "pgdeactivate",
2287
2288         "pgfault",
2289         "pgmajfault",
2290         "pgrefill_high",
2291         "pgrefill_normal",
2292         "pgrefill_dma",
2293
2294         "pgsteal_high",
2295         "pgsteal_normal",
2296         "pgsteal_dma",
2297         "pgscan_kswapd_high",
2298         "pgscan_kswapd_normal",
2299
2300         "pgscan_kswapd_dma",
2301         "pgscan_direct_high",
2302         "pgscan_direct_normal",
2303         "pgscan_direct_dma",
2304         "pginodesteal",
2305
2306         "slabs_scanned",
2307         "kswapd_steal",
2308         "kswapd_inodesteal",
2309         "pageoutrun",
2310         "allocstall",
2311
2312         "pgrotated",
2313         "nr_bounce",
2314 };
2315
2316 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2317 {
2318         struct page_state *ps;
2319
2320         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2321                 return NULL;
2322
2323         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2324         m->private = ps;
2325         if (!ps)
2326                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2327         get_full_page_state(ps);
2328         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2329         ps->pgpgout /= 2;
2330         return (unsigned long *)ps + *pos;
2331 }
2332
2333 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2334 {
2335         (*pos)++;
2336         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2337                 return NULL;
2338         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2339 }
2340
2341 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2342 {
2343         unsigned long *l = arg;
2344         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2345
2346         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2347         return 0;
2348 }
2349
2350 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2351 {
2352         kfree(m->private);
2353         m->private = NULL;
2354 }
2355
2356 struct seq_operations vmstat_op = {
2357         .start  = vmstat_start,
2358         .next   = vmstat_next,
2359         .stop   = vmstat_stop,
2360         .show   = vmstat_show,
2361 };
2362
2363 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2364
2365 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2366 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2367                                  unsigned long action, void *hcpu)
2368 {
2369         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2370         long *count;
2371         unsigned long *src, *dest;
2372
2373         if (action == CPU_DEAD) {
2374                 int i;
2375
2376                 /* Drain local pagecache count. */
2377                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2378                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2379                 *count = 0;
2380                 local_irq_disable();
2381                 __drain_pages(cpu);
2382
2383                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2384                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2385                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2386
2387                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2388                                 i++) {
2389                         dest[i] += src[i];
2390                         src[i] = 0;
2391                 }
2392
2393                 local_irq_enable();
2394         }
2395         return NOTIFY_OK;
2396 }
2397 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2398
2399 void __init page_alloc_init(void)
2400 {
2401         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2402 }
2403
2404 /*
2405  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2406  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2407  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2408  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2409  */
2410 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2411 {
2412         struct pglist_data *pgdat;
2413         int j, idx;
2414
2415         for_each_pgdat(pgdat) {
2416                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2417                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2418                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2419
2420                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2421
2422                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2423                                 struct zone *lower_zone;
2424
2425                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2426                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2427
2428                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2429                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2430                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2431                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2432                         }
2433                 }
2434         }
2435 }
2436
2437 /*
2438  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2439  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2440  *      with respect to min_free_kbytes.
2441  */
2442 void setup_per_zone_pages_min(void)
2443 {
2444         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2445         unsigned long lowmem_pages = 0;
2446         struct zone *zone;
2447         unsigned long flags;
2448
2449         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2450         for_each_zone(zone) {
2451                 if (!is_highmem(zone))
2452                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2453         }
2454
2455         for_each_zone(zone) {
2456                 unsigned long tmp;
2457                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2458                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2459                 if (is_highmem(zone)) {
2460                         /*
2461                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2462                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2463                          * value here.
2464                          *
2465                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2466                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2467                          * not be capped for highmem.
2468                          */
2469                         int min_pages;
2470
2471                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2472                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2473                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2474                         if (min_pages > 128)
2475                                 min_pages = 128;
2476                         zone->pages_min = min_pages;
2477                 } else {
2478                         /*
2479                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2480                          * proportionate to the zone's size.
2481                          */
2482                         zone->pages_min = tmp;
2483                 }
2484
2485                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2486                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2487                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2488         }
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Initialise min_free_kbytes.
2493  *
2494  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2495  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2496  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2497  *
2498  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2499  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2500  *
2501  * which yields
2502  *
2503  * 16MB:        512k
2504  * 32MB:        724k
2505  * 64MB:        1024k
2506  * 128MB:       1448k
2507  * 256MB:       2048k
2508  * 512MB:       2896k
2509  * 1024MB:      4096k
2510  * 2048MB:      5792k
2511  * 4096MB:      8192k
2512  * 8192MB:      11584k
2513  * 16384MB:     16384k
2514  */
2515 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2516 {
2517         unsigned long lowmem_kbytes;
2518
2519         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2520
2521         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2522         if (min_free_kbytes < 128)
2523                 min_free_kbytes = 128;
2524         if (min_free_kbytes > 65536)
2525                 min_free_kbytes = 65536;
2526         setup_per_zone_pages_min();
2527         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2528         return 0;
2529 }
2530 module_init(init_per_zone_pages_min)
2531
2532 /*
2533  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2534  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2535  *      changes.
2536  */
2537 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2538         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2539 {
2540         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2541         setup_per_zone_pages_min();
2542         return 0;
2543 }
2544
2545 /*
2546  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2547  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2548  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2549  *
2550  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2551  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2552  * if in function of the boot time zone sizes.
2553  */
2554 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2555         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2556 {
2557         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2558         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2559         return 0;
2560 }
2561
2562 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2563
2564 #ifdef CONFIG_NUMA
2565 static int __init set_hashdist(char *str)
2566 {
2567         if (!str)
2568                 return 0;
2569         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2570         return 1;
2571 }
2572 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2573 #endif
2574
2575 /*
2576  * allocate a large system hash table from bootmem
2577  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2578  *   quantity of entries
2579  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2580  */
2581 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2582                                      unsigned long bucketsize,
2583                                      unsigned long numentries,
2584                                      int scale,
2585                                      int flags,
2586                                      unsigned int *_hash_shift,
2587                                      unsigned int *_hash_mask,
2588                                      unsigned long limit)
2589 {
2590         unsigned long long max = limit;
2591         unsigned long log2qty, size;
2592         void *table = NULL;
2593
2594         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2595         if (!numentries) {
2596                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2597                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2598                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2599                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2600                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2601
2602                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2603                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2604                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2605                 else
2606                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2607         }
2608         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2609         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2610
2611         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2612         if (max == 0) {
2613                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2614                 do_div(max, bucketsize);
2615         }
2616
2617         if (numentries > max)
2618                 numentries = max;
2619
2620         log2qty = long_log2(numentries);
2621
2622         do {
2623                 size = bucketsize << log2qty;
2624                 if (flags & HASH_EARLY)
2625                         table = alloc_bootmem(size);
2626                 else if (hashdist)
2627                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2628                 else {
2629                         unsigned long order;
2630                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2631                                 ;
2632                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2633                 }
2634         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2635
2636         if (!table)
2637                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2638
2639         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2640                tablename,
2641                (1U << log2qty),
2642                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2643                size);
2644
2645         if (_hash_shift)
2646                 *_hash_shift = log2qty;
2647         if (_hash_mask)
2648                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2649
2650         return table;
2651 }