[PATCH] swsusp: Fix mark_free_pages
[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/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include <asm/div64.h>
43 #include "internal.h"
44
45 /*
46  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
47  * initializer cleaner
48  */
49 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
50 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
51 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
52 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
53 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
54 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
55 long nr_swap_pages;
56 int percpu_pagelist_fraction;
57
58 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
59
60 /*
61  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
62  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
63  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
64  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
65  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
66  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
67  *
68  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
69  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
70  */
71 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
72          256,
73 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
74          256,
75 #endif
76 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
77          32
78 #endif
79 };
80
81 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
82
83 /*
84  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
85  * id is encoded in the upper bits of page->flags
86  */
87 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
88 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
89
90 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
91          "DMA",
92 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
93          "DMA32",
94 #endif
95          "Normal",
96 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
97          "HighMem"
98 #endif
99 };
100
101 int min_free_kbytes = 1024;
102
103 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
104 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
105
106 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
107 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
108 {
109         int ret = 0;
110         unsigned seq;
111         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
112
113         do {
114                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
115                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
116                         ret = 1;
117                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
118                         ret = 1;
119         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
120
121         return ret;
122 }
123
124 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
125 {
126 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
127         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
128                 return 0;
129 #endif
130         if (zone != page_zone(page))
131                 return 0;
132
133         return 1;
134 }
135 /*
136  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
137  */
138 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
139 {
140         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
141                 return 1;
142         if (!page_is_consistent(zone, page))
143                 return 1;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
149 {
150         return 0;
151 }
152 #endif
153
154 static void bad_page(struct page *page)
155 {
156         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
157                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
158                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
159                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
160                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
161                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
162                 page_mapcount(page), page_count(page));
163         dump_stack();
164         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
165                         1 << PG_private |
166                         1 << PG_locked  |
167                         1 << PG_active  |
168                         1 << PG_dirty   |
169                         1 << PG_reclaim |
170                         1 << PG_slab    |
171                         1 << PG_swapcache |
172                         1 << PG_writeback |
173                         1 << PG_buddy );
174         set_page_count(page, 0);
175         reset_page_mapcount(page);
176         page->mapping = NULL;
177         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
178 }
179
180 /*
181  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
182  *
183  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
184  *
185  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
186  *
187  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
188  * the head page (even the head page has this).
189  *
190  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
191  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
192  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
193  */
194
195 static void free_compound_page(struct page *page)
196 {
197         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
198 }
199
200 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
201 {
202         int i;
203         int nr_pages = 1 << order;
204
205         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
206         page[1].lru.prev = (void *)order;
207         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
208                 struct page *p = page + i;
209
210                 __SetPageCompound(p);
211                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
212         }
213 }
214
215 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
216 {
217         int i;
218         int nr_pages = 1 << order;
219
220         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
221                 bad_page(page);
222
223         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
224                 struct page *p = page + i;
225
226                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
227                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
228                         bad_page(page);
229                 __ClearPageCompound(p);
230         }
231 }
232
233 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
234 {
235         int i;
236
237         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
238         /*
239          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
240          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
241          */
242         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
243         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
244                 clear_highpage(page + i);
245 }
246
247 /*
248  * function for dealing with page's order in buddy system.
249  * zone->lock is already acquired when we use these.
250  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
251  */
252 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
253 {
254         return page_private(page);
255 }
256
257 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
258 {
259         set_page_private(page, order);
260         __SetPageBuddy(page);
261 }
262
263 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
264 {
265         __ClearPageBuddy(page);
266         set_page_private(page, 0);
267 }
268
269 /*
270  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
271  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
272  *
273  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
274  * the following equation:
275  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
276  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
277  * 1 buddy is #10:
278  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
279  *
280  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
281  * satisfies the following equation:
282  *     P = B & ~(1 << O)
283  *
284  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
285  */
286 static inline struct page *
287 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
288 {
289         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
290
291         return page + (buddy_idx - page_idx);
292 }
293
294 static inline unsigned long
295 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
296 {
297         return (page_idx & ~(1 << order));
298 }
299
300 /*
301  * This function checks whether a page is free && is the buddy
302  * we can do coalesce a page and its buddy if
303  * (a) the buddy is not in a hole &&
304  * (b) the buddy is in the buddy system &&
305  * (c) a page and its buddy have the same order &&
306  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
307  *
308  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
309  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
310  *
311  * For recording page's order, we use page_private(page).
312  */
313 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
314                                                                 int order)
315 {
316 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
317         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
318                 return 0;
319 #endif
320
321         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
322                 return 0;
323
324         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
325                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
326                 return 1;
327         }
328         return 0;
329 }
330
331 /*
332  * Freeing function for a buddy system allocator.
333  *
334  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
335  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
336  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
337  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
338  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
339  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
340  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
341  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
342  * parts of the VM system.
343  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
344  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
345  * order is recorded in page_private(page) field.
346  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
347  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
348  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
349  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
350  * triggers coalescing into a block of larger size.            
351  *
352  * -- wli
353  */
354
355 static inline void __free_one_page(struct page *page,
356                 struct zone *zone, unsigned int order)
357 {
358         unsigned long page_idx;
359         int order_size = 1 << order;
360
361         if (unlikely(PageCompound(page)))
362                 destroy_compound_page(page, order);
363
364         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
365
366         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
367         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
368
369         zone->free_pages += order_size;
370         while (order < MAX_ORDER-1) {
371                 unsigned long combined_idx;
372                 struct free_area *area;
373                 struct page *buddy;
374
375                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
376                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
377                         break;          /* Move the buddy up one level. */
378
379                 list_del(&buddy->lru);
380                 area = zone->free_area + order;
381                 area->nr_free--;
382                 rmv_page_order(buddy);
383                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
384                 page = page + (combined_idx - page_idx);
385                 page_idx = combined_idx;
386                 order++;
387         }
388         set_page_order(page, order);
389         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
390         zone->free_area[order].nr_free++;
391 }
392
393 static inline int free_pages_check(struct page *page)
394 {
395         if (unlikely(page_mapcount(page) |
396                 (page->mapping != NULL)  |
397                 (page_count(page) != 0)  |
398                 (page->flags & (
399                         1 << PG_lru     |
400                         1 << PG_private |
401                         1 << PG_locked  |
402                         1 << PG_active  |
403                         1 << PG_reclaim |
404                         1 << PG_slab    |
405                         1 << PG_swapcache |
406                         1 << PG_writeback |
407                         1 << PG_reserved |
408                         1 << PG_buddy ))))
409                 bad_page(page);
410         if (PageDirty(page))
411                 __ClearPageDirty(page);
412         /*
413          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
414          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
415          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
416          */
417         return PageReserved(page);
418 }
419
420 /*
421  * Frees a list of pages. 
422  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
423  * count is the number of pages to free.
424  *
425  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
426  * see if this freeing clears that state.
427  *
428  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
429  * pinned" detection logic.
430  */
431 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
432                                         struct list_head *list, int order)
433 {
434         spin_lock(&zone->lock);
435         zone->all_unreclaimable = 0;
436         zone->pages_scanned = 0;
437         while (count--) {
438                 struct page *page;
439
440                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
441                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
442                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
443                 list_del(&page->lru);
444                 __free_one_page(page, zone, order);
445         }
446         spin_unlock(&zone->lock);
447 }
448
449 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
450 {
451         spin_lock(&zone->lock);
452         zone->all_unreclaimable = 0;
453         zone->pages_scanned = 0;
454         __free_one_page(page, zone ,order);
455         spin_unlock(&zone->lock);
456 }
457
458 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
459 {
460         unsigned long flags;
461         int i;
462         int reserved = 0;
463
464         arch_free_page(page, order);
465         if (!PageHighMem(page))
466                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
467                                            PAGE_SIZE<<order);
468
469         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
470                 reserved += free_pages_check(page + i);
471         if (reserved)
472                 return;
473
474         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
475         local_irq_save(flags);
476         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
477         free_one_page(page_zone(page), page, order);
478         local_irq_restore(flags);
479 }
480
481 /*
482  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
483  */
484 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
485 {
486         if (order == 0) {
487                 __ClearPageReserved(page);
488                 set_page_count(page, 0);
489                 set_page_refcounted(page);
490                 __free_page(page);
491         } else {
492                 int loop;
493
494                 prefetchw(page);
495                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
496                         struct page *p = &page[loop];
497
498                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
499                                 prefetchw(p + 1);
500                         __ClearPageReserved(p);
501                         set_page_count(p, 0);
502                 }
503
504                 set_page_refcounted(page);
505                 __free_pages(page, order);
506         }
507 }
508
509
510 /*
511  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
512  * Please do not alter this order without good reasons and regression
513  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
514  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
515  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
516  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
517  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
518  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
519  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
520  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
521  *
522  * -- wli
523  */
524 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
525         int low, int high, struct free_area *area)
526 {
527         unsigned long size = 1 << high;
528
529         while (high > low) {
530                 area--;
531                 high--;
532                 size >>= 1;
533                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
534                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
535                 area->nr_free++;
536                 set_page_order(&page[size], high);
537         }
538 }
539
540 /*
541  * This page is about to be returned from the page allocator
542  */
543 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
544 {
545         if (unlikely(page_mapcount(page) |
546                 (page->mapping != NULL)  |
547                 (page_count(page) != 0)  |
548                 (page->flags & (
549                         1 << PG_lru     |
550                         1 << PG_private |
551                         1 << PG_locked  |
552                         1 << PG_active  |
553                         1 << PG_dirty   |
554                         1 << PG_reclaim |
555                         1 << PG_slab    |
556                         1 << PG_swapcache |
557                         1 << PG_writeback |
558                         1 << PG_reserved |
559                         1 << PG_buddy ))))
560                 bad_page(page);
561
562         /*
563          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
564          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
565          */
566         if (PageReserved(page))
567                 return 1;
568
569         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
570                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
571                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
572         set_page_private(page, 0);
573         set_page_refcounted(page);
574         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
575
576         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
577                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
578
579         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
580                 prep_compound_page(page, order);
581
582         return 0;
583 }
584
585 /* 
586  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
587  * Call me with the zone->lock already held.
588  */
589 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
590 {
591         struct free_area * area;
592         unsigned int current_order;
593         struct page *page;
594
595         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
596                 area = zone->free_area + current_order;
597                 if (list_empty(&area->free_list))
598                         continue;
599
600                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
601                 list_del(&page->lru);
602                 rmv_page_order(page);
603                 area->nr_free--;
604                 zone->free_pages -= 1UL << order;
605                 expand(zone, page, order, current_order, area);
606                 return page;
607         }
608
609         return NULL;
610 }
611
612 /* 
613  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
614  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
615  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
616  */
617 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
618                         unsigned long count, struct list_head *list)
619 {
620         int i;
621         
622         spin_lock(&zone->lock);
623         for (i = 0; i < count; ++i) {
624                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
625                 if (unlikely(page == NULL))
626                         break;
627                 list_add_tail(&page->lru, list);
628         }
629         spin_unlock(&zone->lock);
630         return i;
631 }
632
633 #ifdef CONFIG_NUMA
634 /*
635  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
636  * belongs to the currently executing processor.
637  * Note that this function must be called with the thread pinned to
638  * a single processor.
639  */
640 void drain_node_pages(int nodeid)
641 {
642         int i;
643         enum zone_type z;
644         unsigned long flags;
645
646         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
647                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
648                 struct per_cpu_pageset *pset;
649
650                 if (!populated_zone(zone))
651                         continue;
652
653                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
654                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
655                         struct per_cpu_pages *pcp;
656
657                         pcp = &pset->pcp[i];
658                         if (pcp->count) {
659                                 local_irq_save(flags);
660                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
661                                 pcp->count = 0;
662                                 local_irq_restore(flags);
663                         }
664                 }
665         }
666 }
667 #endif
668
669 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
670 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
671 {
672         unsigned long flags;
673         struct zone *zone;
674         int i;
675
676         for_each_zone(zone) {
677                 struct per_cpu_pageset *pset;
678
679                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
680                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
681                         struct per_cpu_pages *pcp;
682
683                         pcp = &pset->pcp[i];
684                         local_irq_save(flags);
685                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
686                         pcp->count = 0;
687                         local_irq_restore(flags);
688                 }
689         }
690 }
691 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
692
693 #ifdef CONFIG_PM
694
695 void mark_free_pages(struct zone *zone)
696 {
697         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
698         unsigned long flags;
699         int order;
700         struct list_head *curr;
701
702         if (!zone->spanned_pages)
703                 return;
704
705         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
706
707         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
708         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
709                 if (pfn_valid(pfn)) {
710                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
711
712                         if (!PageNosave(page))
713                                 ClearPageNosaveFree(page);
714                 }
715
716         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
717                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
718                         unsigned long i;
719
720                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
721                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
722                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(pfn + i));
723                 }
724
725         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
726 }
727
728 /*
729  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
730  */
731 void drain_local_pages(void)
732 {
733         unsigned long flags;
734
735         local_irq_save(flags);  
736         __drain_pages(smp_processor_id());
737         local_irq_restore(flags);       
738 }
739 #endif /* CONFIG_PM */
740
741 /*
742  * Free a 0-order page
743  */
744 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
745 {
746         struct zone *zone = page_zone(page);
747         struct per_cpu_pages *pcp;
748         unsigned long flags;
749
750         arch_free_page(page, 0);
751
752         if (PageAnon(page))
753                 page->mapping = NULL;
754         if (free_pages_check(page))
755                 return;
756
757         kernel_map_pages(page, 1, 0);
758
759         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
760         local_irq_save(flags);
761         __count_vm_event(PGFREE);
762         list_add(&page->lru, &pcp->list);
763         pcp->count++;
764         if (pcp->count >= pcp->high) {
765                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
766                 pcp->count -= pcp->batch;
767         }
768         local_irq_restore(flags);
769         put_cpu();
770 }
771
772 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
773 {
774         free_hot_cold_page(page, 0);
775 }
776         
777 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
778 {
779         free_hot_cold_page(page, 1);
780 }
781
782 /*
783  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
784  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
785  * Each sub-page must be freed individually.
786  *
787  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
788  * Please consult with lkml before using this in your driver.
789  */
790 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
791 {
792         int i;
793
794         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
795         VM_BUG_ON(!page_count(page));
796         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
797                 set_page_refcounted(page + i);
798 }
799
800 /*
801  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
802  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
803  * or two.
804  */
805 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
806                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
807 {
808         unsigned long flags;
809         struct page *page;
810         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
811         int cpu;
812
813 again:
814         cpu  = get_cpu();
815         if (likely(order == 0)) {
816                 struct per_cpu_pages *pcp;
817
818                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
819                 local_irq_save(flags);
820                 if (!pcp->count) {
821                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
822                                                 pcp->batch, &pcp->list);
823                         if (unlikely(!pcp->count))
824                                 goto failed;
825                 }
826                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
827                 list_del(&page->lru);
828                 pcp->count--;
829         } else {
830                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
831                 page = __rmqueue(zone, order);
832                 spin_unlock(&zone->lock);
833                 if (!page)
834                         goto failed;
835         }
836
837         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
838         zone_statistics(zonelist, zone);
839         local_irq_restore(flags);
840         put_cpu();
841
842         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
843         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
844                 goto again;
845         return page;
846
847 failed:
848         local_irq_restore(flags);
849         put_cpu();
850         return NULL;
851 }
852
853 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
854 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
855 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
856 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
857 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
858 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
859 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
860
861 /*
862  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
863  * of the allocation.
864  */
865 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
866                       int classzone_idx, int alloc_flags)
867 {
868         /* free_pages my go negative - that's OK */
869         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
870         int o;
871
872         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
873                 min -= min / 2;
874         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
875                 min -= min / 4;
876
877         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
878                 return 0;
879         for (o = 0; o < order; o++) {
880                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
881                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
882
883                 /* Require fewer higher order pages to be free */
884                 min >>= 1;
885
886                 if (free_pages <= min)
887                         return 0;
888         }
889         return 1;
890 }
891
892 /*
893  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
894  * a page.
895  */
896 static struct page *
897 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
898                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
899 {
900         struct zone **z = zonelist->zones;
901         struct page *page = NULL;
902         int classzone_idx = zone_idx(*z);
903         struct zone *zone;
904
905         /*
906          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
907          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
908          */
909         do {
910                 zone = *z;
911                 if (unlikely((gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
912                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
913                                 break;
914                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
915                                 !cpuset_zone_allowed(zone, gfp_mask))
916                         continue;
917
918                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
919                         unsigned long mark;
920                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
921                                 mark = zone->pages_min;
922                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
923                                 mark = zone->pages_low;
924                         else
925                                 mark = zone->pages_high;
926                         if (!zone_watermark_ok(zone , order, mark,
927                                     classzone_idx, alloc_flags))
928                                 if (!zone_reclaim_mode ||
929                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
930                                         continue;
931                 }
932
933                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
934                 if (page) {
935                         break;
936                 }
937         } while (*(++z) != NULL);
938         return page;
939 }
940
941 /*
942  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
943  */
944 struct page * fastcall
945 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
946                 struct zonelist *zonelist)
947 {
948         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
949         struct zone **z;
950         struct page *page;
951         struct reclaim_state reclaim_state;
952         struct task_struct *p = current;
953         int do_retry;
954         int alloc_flags;
955         int did_some_progress;
956
957         might_sleep_if(wait);
958
959 restart:
960         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
961
962         if (unlikely(*z == NULL)) {
963                 /* Should this ever happen?? */
964                 return NULL;
965         }
966
967         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
968                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
969         if (page)
970                 goto got_pg;
971
972         do {
973                 wakeup_kswapd(*z, order);
974         } while (*(++z));
975
976         /*
977          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
978          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
979          * to how we want to proceed.
980          *
981          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
982          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
983          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
984          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
985          */
986         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
987         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
988                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
989         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
990                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
991         if (wait)
992                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
993
994         /*
995          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
996          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
997          *
998          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
999          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1000          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1001          */
1002         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1003         if (page)
1004                 goto got_pg;
1005
1006         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1007
1008         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1009                         && !in_interrupt()) {
1010                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1011 nofail_alloc:
1012                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1013                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1014                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1015                         if (page)
1016                                 goto got_pg;
1017                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1018                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1019                                 goto nofail_alloc;
1020                         }
1021                 }
1022                 goto nopage;
1023         }
1024
1025         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1026         if (!wait)
1027                 goto nopage;
1028
1029 rebalance:
1030         cond_resched();
1031
1032         /* We now go into synchronous reclaim */
1033         cpuset_memory_pressure_bump();
1034         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1035         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1036         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1037
1038         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1039
1040         p->reclaim_state = NULL;
1041         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1042
1043         cond_resched();
1044
1045         if (likely(did_some_progress)) {
1046                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1047                                                 zonelist, alloc_flags);
1048                 if (page)
1049                         goto got_pg;
1050         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1051                 /*
1052                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1053                  * very high watermark here, this is only to catch
1054                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1055                  * under heavy pressure.
1056                  */
1057                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1058                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1059                 if (page)
1060                         goto got_pg;
1061
1062                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1063                 goto restart;
1064         }
1065
1066         /*
1067          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1068          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1069          *
1070          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1071          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1072          */
1073         do_retry = 0;
1074         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1075                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1076                         do_retry = 1;
1077                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1078                         do_retry = 1;
1079         }
1080         if (do_retry) {
1081                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1082                 goto rebalance;
1083         }
1084
1085 nopage:
1086         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1087                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1088                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1089                         p->comm, order, gfp_mask);
1090                 dump_stack();
1091                 show_mem();
1092         }
1093 got_pg:
1094         return page;
1095 }
1096
1097 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1098
1099 /*
1100  * Common helper functions.
1101  */
1102 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1103 {
1104         struct page * page;
1105         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1106         if (!page)
1107                 return 0;
1108         return (unsigned long) page_address(page);
1109 }
1110
1111 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1112
1113 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1114 {
1115         struct page * page;
1116
1117         /*
1118          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1119          * a highmem page
1120          */
1121         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1122
1123         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1124         if (page)
1125                 return (unsigned long) page_address(page);
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1130
1131 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1132 {
1133         int i = pagevec_count(pvec);
1134
1135         while (--i >= 0)
1136                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1137 }
1138
1139 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1140 {
1141         if (put_page_testzero(page)) {
1142                 if (order == 0)
1143                         free_hot_page(page);
1144                 else
1145                         __free_pages_ok(page, order);
1146         }
1147 }
1148
1149 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1150
1151 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1152 {
1153         if (addr != 0) {
1154                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1155                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1156         }
1157 }
1158
1159 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1160
1161 /*
1162  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1163  */
1164 unsigned int nr_free_pages(void)
1165 {
1166         unsigned int sum = 0;
1167         struct zone *zone;
1168
1169         for_each_zone(zone)
1170                 sum += zone->free_pages;
1171
1172         return sum;
1173 }
1174
1175 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1176
1177 #ifdef CONFIG_NUMA
1178 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1179 {
1180         unsigned int sum = 0;
1181         enum zone_type i;
1182
1183         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1184                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1185
1186         return sum;
1187 }
1188 #endif
1189
1190 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1191 {
1192         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1193         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1194         unsigned int sum = 0;
1195
1196         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1197         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1198         struct zone *zone;
1199
1200         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1201                 unsigned long size = zone->present_pages;
1202                 unsigned long high = zone->pages_high;
1203                 if (size > high)
1204                         sum += size - high;
1205         }
1206
1207         return sum;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1212  */
1213 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1214 {
1215         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1216 }
1217
1218 /*
1219  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1220  */
1221 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1222 {
1223         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1224 }
1225 #ifdef CONFIG_NUMA
1226 static void show_node(struct zone *zone)
1227 {
1228         printk("Node %ld ", zone_to_nid(zone));
1229 }
1230 #else
1231 #define show_node(zone) do { } while (0)
1232 #endif
1233
1234 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1235 {
1236         val->totalram = totalram_pages;
1237         val->sharedram = 0;
1238         val->freeram = nr_free_pages();
1239         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1240         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1241         val->freehigh = nr_free_highpages();
1242         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1243 }
1244
1245 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1246
1247 #ifdef CONFIG_NUMA
1248 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1249 {
1250         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1251
1252         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1253         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1254 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1255         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1256         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1257 #else
1258         val->totalhigh = 0;
1259         val->freehigh = 0;
1260 #endif
1261         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1262 }
1263 #endif
1264
1265 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1266
1267 /*
1268  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1269  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1270  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1271  */
1272 void show_free_areas(void)
1273 {
1274         int cpu, temperature;
1275         unsigned long active;
1276         unsigned long inactive;
1277         unsigned long free;
1278         struct zone *zone;
1279
1280         for_each_zone(zone) {
1281                 show_node(zone);
1282                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1283
1284                 if (!populated_zone(zone)) {
1285                         printk(" empty\n");
1286                         continue;
1287                 } else
1288                         printk("\n");
1289
1290                 for_each_online_cpu(cpu) {
1291                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1292
1293                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1294
1295                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1296                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1297                                         cpu,
1298                                         temperature ? "cold" : "hot",
1299                                         pageset->pcp[temperature].high,
1300                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1301                                         pageset->pcp[temperature].count);
1302                 }
1303         }
1304
1305         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1306
1307         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1308                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1309                 active,
1310                 inactive,
1311                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1312                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1313                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1314                 nr_free_pages(),
1315                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1316                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1317                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1318                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1319
1320         for_each_zone(zone) {
1321                 int i;
1322
1323                 show_node(zone);
1324                 printk("%s"
1325                         " free:%lukB"
1326                         " min:%lukB"
1327                         " low:%lukB"
1328                         " high:%lukB"
1329                         " active:%lukB"
1330                         " inactive:%lukB"
1331                         " present:%lukB"
1332                         " pages_scanned:%lu"
1333                         " all_unreclaimable? %s"
1334                         "\n",
1335                         zone->name,
1336                         K(zone->free_pages),
1337                         K(zone->pages_min),
1338                         K(zone->pages_low),
1339                         K(zone->pages_high),
1340                         K(zone->nr_active),
1341                         K(zone->nr_inactive),
1342                         K(zone->present_pages),
1343                         zone->pages_scanned,
1344                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1345                         );
1346                 printk("lowmem_reserve[]:");
1347                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1348                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1349                 printk("\n");
1350         }
1351
1352         for_each_zone(zone) {
1353                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1354
1355                 show_node(zone);
1356                 printk("%s: ", zone->name);
1357                 if (!populated_zone(zone)) {
1358                         printk("empty\n");
1359                         continue;
1360                 }
1361
1362                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1363                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1364                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1365                         total += nr[order] << order;
1366                 }
1367                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1368                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1369                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1370                 printk("= %lukB\n", K(total));
1371         }
1372
1373         show_swap_cache_info();
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Builds allocation fallback zone lists.
1378  *
1379  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1380  */
1381 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1382                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1383 {
1384         struct zone *zone;
1385
1386         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1387         zone_type++;
1388
1389         do {
1390                 zone_type--;
1391                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1392                 if (populated_zone(zone)) {
1393                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1394                         check_highest_zone(zone_type);
1395                 }
1396
1397         } while (zone_type);
1398         return nr_zones;
1399 }
1400
1401 #ifdef CONFIG_NUMA
1402 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1403 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1404 /**
1405  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1406  * @node: node whose fallback list we're appending
1407  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1408  *
1409  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1410  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1411  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1412  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1413  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1414  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1415  * on them otherwise.
1416  * It returns -1 if no node is found.
1417  */
1418 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1419 {
1420         int n, val;
1421         int min_val = INT_MAX;
1422         int best_node = -1;
1423
1424         /* Use the local node if we haven't already */
1425         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1426                 node_set(node, *used_node_mask);
1427                 return node;
1428         }
1429
1430         for_each_online_node(n) {
1431                 cpumask_t tmp;
1432
1433                 /* Don't want a node to appear more than once */
1434                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1435                         continue;
1436
1437                 /* Use the distance array to find the distance */
1438                 val = node_distance(node, n);
1439
1440                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1441                 val += (n < node);
1442
1443                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1444                 tmp = node_to_cpumask(n);
1445                 if (!cpus_empty(tmp))
1446                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1447
1448                 /* Slight preference for less loaded node */
1449                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1450                 val += node_load[n];
1451
1452                 if (val < min_val) {
1453                         min_val = val;
1454                         best_node = n;
1455                 }
1456         }
1457
1458         if (best_node >= 0)
1459                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1460
1461         return best_node;
1462 }
1463
1464 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1465 {
1466         int j, node, local_node;
1467         enum zone_type i;
1468         int prev_node, load;
1469         struct zonelist *zonelist;
1470         nodemask_t used_mask;
1471
1472         /* initialize zonelists */
1473         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1474                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1475                 zonelist->zones[0] = NULL;
1476         }
1477
1478         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1479         local_node = pgdat->node_id;
1480         load = num_online_nodes();
1481         prev_node = local_node;
1482         nodes_clear(used_mask);
1483         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1484                 int distance = node_distance(local_node, node);
1485
1486                 /*
1487                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1488                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1489                  */
1490                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1491                         zone_reclaim_mode = 1;
1492
1493                 /*
1494                  * We don't want to pressure a particular node.
1495                  * So adding penalty to the first node in same
1496                  * distance group to make it round-robin.
1497                  */
1498
1499                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1500                         node_load[node] += load;
1501                 prev_node = node;
1502                 load--;
1503                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1504                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1505                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1506
1507                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1508                         zonelist->zones[j] = NULL;
1509                 }
1510         }
1511 }
1512
1513 #else   /* CONFIG_NUMA */
1514
1515 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1516 {
1517         int node, local_node;
1518         enum zone_type i,j;
1519
1520         local_node = pgdat->node_id;
1521         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1522                 struct zonelist *zonelist;
1523
1524                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1525
1526                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1527                 /*
1528                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1529                  * of all the other nodes.
1530                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1531                  * building the zones for node N, we make sure that the
1532                  * zones coming right after the local ones are those from
1533                  * node N+1 (modulo N)
1534                  */
1535                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1536                         if (!node_online(node))
1537                                 continue;
1538                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1539                 }
1540                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1541                         if (!node_online(node))
1542                                 continue;
1543                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1544                 }
1545
1546                 zonelist->zones[j] = NULL;
1547         }
1548 }
1549
1550 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1551
1552 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1553 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1554 {
1555         int nid;
1556         for_each_online_node(nid)
1557                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1558         return 0;
1559 }
1560
1561 void __meminit build_all_zonelists(void)
1562 {
1563         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1564                 __build_all_zonelists(0);
1565                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1566         } else {
1567                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1568                    of zonelist */
1569                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1570                 /* cpuset refresh routine should be here */
1571         }
1572         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1573         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1574                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1579  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1580  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1581  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1582  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1583  * conservative, even though it seems large.
1584  *
1585  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1586  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1587  */
1588 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1589
1590 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1591 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1592 {
1593         unsigned long size = 1;
1594
1595         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1596
1597         while (size < pages)
1598                 size <<= 1;
1599
1600         /*
1601          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1602          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1603          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1604          */
1605         size = min(size, 4096UL);
1606
1607         return max(size, 4UL);
1608 }
1609 #else
1610 /*
1611  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1612  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1613  *
1614  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1615  *
1616  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1617  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1618  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1619  *
1620  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1621  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1622  *
1623  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1624  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1625  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1626  */
1627 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1628 {
1629         return 4096UL;
1630 }
1631 #endif
1632
1633 /*
1634  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1635  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1636  * hash function before the remainder is taken.
1637  */
1638 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1639 {
1640         return ffz(~size);
1641 }
1642
1643 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1644
1645 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1646                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1647 {
1648         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1649         enum zone_type i;
1650
1651         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1652                 totalpages += zones_size[i];
1653         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1654
1655         realtotalpages = totalpages;
1656         if (zholes_size)
1657                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1658                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1659         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1660         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1661 }
1662
1663
1664 /*
1665  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1666  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1667  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1668  */
1669 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1670                 unsigned long start_pfn)
1671 {
1672         struct page *page;
1673         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1674         unsigned long pfn;
1675
1676         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1677                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1678                         continue;
1679                 page = pfn_to_page(pfn);
1680                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1681                 init_page_count(page);
1682                 reset_page_mapcount(page);
1683                 SetPageReserved(page);
1684                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1685 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1686                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1687                 if (!is_highmem_idx(zone))
1688                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1689 #endif
1690         }
1691 }
1692
1693 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1694                                 unsigned long size)
1695 {
1696         int order;
1697         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1698                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1699                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1700         }
1701 }
1702
1703 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1704 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, enum zone_type zid,
1705                 unsigned long pfn, unsigned long size)
1706 {
1707         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1708         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1709
1710         if (FLAGS_HAS_NODE)
1711                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1712         else
1713                 for (; snum <= end; snum++)
1714                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1715 }
1716
1717 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1718 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1719         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1720 #endif
1721
1722 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1723 {
1724         int batch;
1725
1726         /*
1727          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1728          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1729          *
1730          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1731          */
1732         batch = zone->present_pages / 1024;
1733         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1734                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1735         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1736         if (batch < 1)
1737                 batch = 1;
1738
1739         /*
1740          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1741          * of 2 value was found to be more likely to have
1742          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1743          *
1744          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1745          * batches of pages, one task can end up with a lot
1746          * of pages of one half of the possible page colors
1747          * and the other with pages of the other colors.
1748          */
1749         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1750
1751         return batch;
1752 }
1753
1754 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1755 {
1756         struct per_cpu_pages *pcp;
1757
1758         memset(p, 0, sizeof(*p));
1759
1760         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1761         pcp->count = 0;
1762         pcp->high = 6 * batch;
1763         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1764         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1765
1766         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1767         pcp->count = 0;
1768         pcp->high = 2 * batch;
1769         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1770         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1771 }
1772
1773 /*
1774  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1775  * to the value high for the pageset p.
1776  */
1777
1778 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1779                                 unsigned long high)
1780 {
1781         struct per_cpu_pages *pcp;
1782
1783         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1784         pcp->high = high;
1785         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1786         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1787                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1788 }
1789
1790
1791 #ifdef CONFIG_NUMA
1792 /*
1793  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1794  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1795  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1796  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1797  * with interrupts disabled.
1798  *
1799  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1800  *
1801  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1802  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1803  * hotplugged processors.
1804  *
1805  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1806  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1807  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1808  */
1809 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1810
1811 /*
1812  * Dynamically allocate memory for the
1813  * per cpu pageset array in struct zone.
1814  */
1815 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1816 {
1817         struct zone *zone, *dzone;
1818
1819         for_each_zone(zone) {
1820
1821                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1822                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1823                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1824                         goto bad;
1825
1826                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1827
1828                 if (percpu_pagelist_fraction)
1829                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1830                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1831         }
1832
1833         return 0;
1834 bad:
1835         for_each_zone(dzone) {
1836                 if (dzone == zone)
1837                         break;
1838                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1839                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1840         }
1841         return -ENOMEM;
1842 }
1843
1844 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1845 {
1846         struct zone *zone;
1847
1848         for_each_zone(zone) {
1849                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1850
1851                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
1852                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
1853                         kfree(pset);
1854                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1855         }
1856 }
1857
1858 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1859                 unsigned long action,
1860                 void *hcpu)
1861 {
1862         int cpu = (long)hcpu;
1863         int ret = NOTIFY_OK;
1864
1865         switch (action) {
1866                 case CPU_UP_PREPARE:
1867                         if (process_zones(cpu))
1868                                 ret = NOTIFY_BAD;
1869                         break;
1870                 case CPU_UP_CANCELED:
1871                 case CPU_DEAD:
1872                         free_zone_pagesets(cpu);
1873                         break;
1874                 default:
1875                         break;
1876         }
1877         return ret;
1878 }
1879
1880 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
1881         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1882
1883 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1884 {
1885         int err;
1886
1887         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1888          * A cpuup callback will do this for every cpu
1889          * as it comes online
1890          */
1891         err = process_zones(smp_processor_id());
1892         BUG_ON(err);
1893         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1894 }
1895
1896 #endif
1897
1898 static __meminit
1899 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1900 {
1901         int i;
1902         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1903         size_t alloc_size;
1904
1905         /*
1906          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1907          * per zone.
1908          */
1909         zone->wait_table_hash_nr_entries =
1910                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
1911         zone->wait_table_bits =
1912                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
1913         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
1914                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
1915
1916         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1917                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1918                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
1919         } else {
1920                 /*
1921                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
1922                  * via memory hot-add.
1923                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
1924                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
1925                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
1926                  * node itself as well.
1927                  * To use this new node's memory, further consideration will be
1928                  * necessary.
1929                  */
1930                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
1931         }
1932         if (!zone->wait_table)
1933                 return -ENOMEM;
1934
1935         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
1936                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1937
1938         return 0;
1939 }
1940
1941 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1942 {
1943         int cpu;
1944         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1945
1946         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1947 #ifdef CONFIG_NUMA
1948                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1949                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1950                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1951 #else
1952                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1953 #endif
1954         }
1955         if (zone->present_pages)
1956                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1957                         zone->name, zone->present_pages, batch);
1958 }
1959
1960 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1961                                         unsigned long zone_start_pfn,
1962                                         unsigned long size)
1963 {
1964         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1965         int ret;
1966         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
1967         if (ret)
1968                 return ret;
1969         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1970
1971         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1972
1973         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1974
1975         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1976
1977         return 0;
1978 }
1979
1980 /*
1981  * Set up the zone data structures:
1982  *   - mark all pages reserved
1983  *   - mark all memory queues empty
1984  *   - clear the memory bitmaps
1985  */
1986 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1987                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1988 {
1989         enum zone_type j;
1990         int nid = pgdat->node_id;
1991         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1992         int ret;
1993
1994         pgdat_resize_init(pgdat);
1995         pgdat->nr_zones = 0;
1996         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1997         pgdat->kswapd_max_order = 0;
1998         
1999         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2000                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2001                 unsigned long size, realsize;
2002
2003                 realsize = size = zones_size[j];
2004                 if (zholes_size)
2005                         realsize -= zholes_size[j];
2006
2007                 if (!is_highmem_idx(j))
2008                         nr_kernel_pages += realsize;
2009                 nr_all_pages += realsize;
2010
2011                 zone->spanned_pages = size;
2012                 zone->present_pages = realsize;
2013 #ifdef CONFIG_NUMA
2014                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2015                                                 / 100;
2016                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2017 #endif
2018                 zone->name = zone_names[j];
2019                 spin_lock_init(&zone->lock);
2020                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2021                 zone_seqlock_init(zone);
2022                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2023                 zone->free_pages = 0;
2024
2025                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2026
2027                 zone_pcp_init(zone);
2028                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2029                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2030                 zone->nr_scan_active = 0;
2031                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2032                 zone->nr_active = 0;
2033                 zone->nr_inactive = 0;
2034                 zap_zone_vm_stats(zone);
2035                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2036                 if (!size)
2037                         continue;
2038
2039                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2040                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2041                 BUG_ON(ret);
2042                 zone_start_pfn += size;
2043         }
2044 }
2045
2046 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2047 {
2048         /* Skip empty nodes */
2049         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2050                 return;
2051
2052 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2053         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2054         if (!pgdat->node_mem_map) {
2055                 unsigned long size, start, end;
2056                 struct page *map;
2057
2058                 /*
2059                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2060                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2061                  * for the buddy allocator to function correctly.
2062                  */
2063                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2064                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2065                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2066                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2067                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2068                 if (!map)
2069                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2070                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2071         }
2072 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2073         /*
2074          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2075          */
2076         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2077                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2078 #endif
2079 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2080 }
2081
2082 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2083                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2084                 unsigned long *zholes_size)
2085 {
2086         pgdat->node_id = nid;
2087         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2088         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2089
2090         alloc_node_mem_map(pgdat);
2091
2092         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2093 }
2094
2095 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2096 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2097 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2098
2099 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2100 #endif
2101
2102 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2103 {
2104         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2105                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2106 }
2107
2108 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2109 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2110                                  unsigned long action, void *hcpu)
2111 {
2112         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2113
2114         if (action == CPU_DEAD) {
2115                 local_irq_disable();
2116                 __drain_pages(cpu);
2117                 vm_events_fold_cpu(cpu);
2118                 local_irq_enable();
2119                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
2120         }
2121         return NOTIFY_OK;
2122 }
2123 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2124
2125 void __init page_alloc_init(void)
2126 {
2127         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2128 }
2129
2130 /*
2131  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
2132  *      or min_free_kbytes changes.
2133  */
2134 static void calculate_totalreserve_pages(void)
2135 {
2136         struct pglist_data *pgdat;
2137         unsigned long reserve_pages = 0;
2138         enum zone_type i, j;
2139
2140         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2141                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2142                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
2143                         unsigned long max = 0;
2144
2145                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
2146                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2147                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
2148                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
2149                         }
2150
2151                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
2152                         max += zone->pages_high;
2153
2154                         if (max > zone->present_pages)
2155                                 max = zone->present_pages;
2156                         reserve_pages += max;
2157                 }
2158         }
2159         totalreserve_pages = reserve_pages;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2164  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2165  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2166  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2167  */
2168 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2169 {
2170         struct pglist_data *pgdat;
2171         enum zone_type j, idx;
2172
2173         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2174                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2175                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2176                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2177
2178                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2179
2180                         idx = j;
2181                         while (idx) {
2182                                 struct zone *lower_zone;
2183
2184                                 idx--;
2185
2186                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2187                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2188
2189                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2190                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2191                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2192                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2193                         }
2194                 }
2195         }
2196
2197         /* update totalreserve_pages */
2198         calculate_totalreserve_pages();
2199 }
2200
2201 /*
2202  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2203  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2204  *      with respect to min_free_kbytes.
2205  */
2206 void setup_per_zone_pages_min(void)
2207 {
2208         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2209         unsigned long lowmem_pages = 0;
2210         struct zone *zone;
2211         unsigned long flags;
2212
2213         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2214         for_each_zone(zone) {
2215                 if (!is_highmem(zone))
2216                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2217         }
2218
2219         for_each_zone(zone) {
2220                 u64 tmp;
2221
2222                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2223                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
2224                 do_div(tmp, lowmem_pages);
2225                 if (is_highmem(zone)) {
2226                         /*
2227                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2228                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2229                          * value here.
2230                          *
2231                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2232                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2233                          * not be capped for highmem.
2234                          */
2235                         int min_pages;
2236
2237                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2238                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2239                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2240                         if (min_pages > 128)
2241                                 min_pages = 128;
2242                         zone->pages_min = min_pages;
2243                 } else {
2244                         /*
2245                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2246                          * proportionate to the zone's size.
2247                          */
2248                         zone->pages_min = tmp;
2249                 }
2250
2251                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
2252                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
2253                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2254         }
2255
2256         /* update totalreserve_pages */
2257         calculate_totalreserve_pages();
2258 }
2259
2260 /*
2261  * Initialise min_free_kbytes.
2262  *
2263  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2264  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2265  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2266  *
2267  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2268  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2269  *
2270  * which yields
2271  *
2272  * 16MB:        512k
2273  * 32MB:        724k
2274  * 64MB:        1024k
2275  * 128MB:       1448k
2276  * 256MB:       2048k
2277  * 512MB:       2896k
2278  * 1024MB:      4096k
2279  * 2048MB:      5792k
2280  * 4096MB:      8192k
2281  * 8192MB:      11584k
2282  * 16384MB:     16384k
2283  */
2284 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2285 {
2286         unsigned long lowmem_kbytes;
2287
2288         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2289
2290         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2291         if (min_free_kbytes < 128)
2292                 min_free_kbytes = 128;
2293         if (min_free_kbytes > 65536)
2294                 min_free_kbytes = 65536;
2295         setup_per_zone_pages_min();
2296         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2297         return 0;
2298 }
2299 module_init(init_per_zone_pages_min)
2300
2301 /*
2302  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2303  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2304  *      changes.
2305  */
2306 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2307         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2308 {
2309         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2310         setup_per_zone_pages_min();
2311         return 0;
2312 }
2313
2314 #ifdef CONFIG_NUMA
2315 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2316         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2317 {
2318         struct zone *zone;
2319         int rc;
2320
2321         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2322         if (rc)
2323                 return rc;
2324
2325         for_each_zone(zone)
2326                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
2327                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
2328         return 0;
2329 }
2330
2331 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2332         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2333 {
2334         struct zone *zone;
2335         int rc;
2336
2337         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2338         if (rc)
2339                 return rc;
2340
2341         for_each_zone(zone)
2342                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
2343                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2344         return 0;
2345 }
2346 #endif
2347
2348 /*
2349  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2350  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2351  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2352  *
2353  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2354  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2355  * if in function of the boot time zone sizes.
2356  */
2357 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2358         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2359 {
2360         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2361         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2362         return 0;
2363 }
2364
2365 /*
2366  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2367  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2368  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2369  */
2370
2371 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2372         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2373 {
2374         struct zone *zone;
2375         unsigned int cpu;
2376         int ret;
2377
2378         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2379         if (!write || (ret == -EINVAL))
2380                 return ret;
2381         for_each_zone(zone) {
2382                 for_each_online_cpu(cpu) {
2383                         unsigned long  high;
2384                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2385                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2386                 }
2387         }
2388         return 0;
2389 }
2390
2391 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2392
2393 #ifdef CONFIG_NUMA
2394 static int __init set_hashdist(char *str)
2395 {
2396         if (!str)
2397                 return 0;
2398         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2399         return 1;
2400 }
2401 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2402 #endif
2403
2404 /*
2405  * allocate a large system hash table from bootmem
2406  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2407  *   quantity of entries
2408  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2409  */
2410 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2411                                      unsigned long bucketsize,
2412                                      unsigned long numentries,
2413                                      int scale,
2414                                      int flags,
2415                                      unsigned int *_hash_shift,
2416                                      unsigned int *_hash_mask,
2417                                      unsigned long limit)
2418 {
2419         unsigned long long max = limit;
2420         unsigned long log2qty, size;
2421         void *table = NULL;
2422
2423         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2424         if (!numentries) {
2425                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2426                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2427                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2428                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2429                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2430
2431                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2432                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2433                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2434                 else
2435                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2436         }
2437         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2438
2439         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2440         if (max == 0) {
2441                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2442                 do_div(max, bucketsize);
2443         }
2444
2445         if (numentries > max)
2446                 numentries = max;
2447
2448         log2qty = long_log2(numentries);
2449
2450         do {
2451                 size = bucketsize << log2qty;
2452                 if (flags & HASH_EARLY)
2453                         table = alloc_bootmem(size);
2454                 else if (hashdist)
2455                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2456                 else {
2457                         unsigned long order;
2458                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2459                                 ;
2460                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2461                 }
2462         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2463
2464         if (!table)
2465                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2466
2467         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2468                tablename,
2469                (1U << log2qty),
2470                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2471                size);
2472
2473         if (_hash_shift)
2474                 *_hash_shift = log2qty;
2475         if (_hash_mask)
2476                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2477
2478         return table;
2479 }
2480
2481 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
2482 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
2483 {
2484         return __pfn_to_page(pfn);
2485 }
2486 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
2487 {
2488         return __page_to_pfn(page);
2489 }
2490 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
2491 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
2492 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */