[PATCH] Introduce mechanism for registering active regions of memory
[linux-block.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/suspend.h>
27 #include <linux/pagevec.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/topology.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/cpu.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/memory_hotplug.h>
36 #include <linux/nodemask.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/stop_machine.h>
40 #include <linux/sort.h>
41 #include <linux/pfn.h>
42
43 #include <asm/tlbflush.h>
44 #include <asm/div64.h>
45 #include "internal.h"
46
47 /*
48  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
49  * initializer cleaner
50  */
51 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
52 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
53 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
54 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
55 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
56 unsigned long totalreserve_pages __read_mostly;
57 long nr_swap_pages;
58 int percpu_pagelist_fraction;
59
60 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order);
61
62 /*
63  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
64  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
65  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
66  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
67  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
68  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
69  *
70  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
71  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
72  */
73 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = {
74          256,
75 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
76          256,
77 #endif
78 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
79          32
80 #endif
81 };
82
83 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
84
85 /*
86  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
87  * id is encoded in the upper bits of page->flags
88  */
89 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
90 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
91
92 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = {
93          "DMA",
94 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
95          "DMA32",
96 #endif
97          "Normal",
98 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
99          "HighMem"
100 #endif
101 };
102
103 int min_free_kbytes = 1024;
104
105 unsigned long __meminitdata nr_kernel_pages;
106 unsigned long __meminitdata nr_all_pages;
107
108 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
109   /*
110    * MAX_ACTIVE_REGIONS determines the maxmimum number of distinct
111    * ranges of memory (RAM) that may be registered with add_active_range().
112    * Ranges passed to add_active_range() will be merged if possible
113    * so the number of times add_active_range() can be called is
114    * related to the number of nodes and the number of holes
115    */
116   #ifdef CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
117     /* Allow an architecture to set MAX_ACTIVE_REGIONS to save memory */
118     #define MAX_ACTIVE_REGIONS CONFIG_MAX_ACTIVE_REGIONS
119   #else
120     #if MAX_NUMNODES >= 32
121       /* If there can be many nodes, allow up to 50 holes per node */
122       #define MAX_ACTIVE_REGIONS (MAX_NUMNODES*50)
123     #else
124       /* By default, allow up to 256 distinct regions */
125       #define MAX_ACTIVE_REGIONS 256
126     #endif
127   #endif
128
129   struct node_active_region __initdata early_node_map[MAX_ACTIVE_REGIONS];
130   int __initdata nr_nodemap_entries;
131   unsigned long __initdata arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
132   unsigned long __initdata arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES];
133 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
134
135 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
136 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
137 {
138         int ret = 0;
139         unsigned seq;
140         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
141
142         do {
143                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
144                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
145                         ret = 1;
146                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
147                         ret = 1;
148         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
149
150         return ret;
151 }
152
153 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
154 {
155 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
156         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
157                 return 0;
158 #endif
159         if (zone != page_zone(page))
160                 return 0;
161
162         return 1;
163 }
164 /*
165  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
166  */
167 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
168 {
169         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
170                 return 1;
171         if (!page_is_consistent(zone, page))
172                 return 1;
173
174         return 0;
175 }
176 #else
177 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
178 {
179         return 0;
180 }
181 #endif
182
183 static void bad_page(struct page *page)
184 {
185         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
186                 KERN_EMERG "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
187                 KERN_EMERG "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
188                 KERN_EMERG "Backtrace:\n",
189                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
190                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
191                 page_mapcount(page), page_count(page));
192         dump_stack();
193         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
194                         1 << PG_private |
195                         1 << PG_locked  |
196                         1 << PG_active  |
197                         1 << PG_dirty   |
198                         1 << PG_reclaim |
199                         1 << PG_slab    |
200                         1 << PG_swapcache |
201                         1 << PG_writeback |
202                         1 << PG_buddy );
203         set_page_count(page, 0);
204         reset_page_mapcount(page);
205         page->mapping = NULL;
206         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
207 }
208
209 /*
210  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
211  *
212  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
213  *
214  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
215  *
216  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
217  * the head page (even the head page has this).
218  *
219  * The first tail page's ->lru.next holds the address of the compound page's
220  * put_page() function.  Its ->lru.prev holds the order of allocation.
221  * This usage means that zero-order pages may not be compound.
222  */
223
224 static void free_compound_page(struct page *page)
225 {
226         __free_pages_ok(page, (unsigned long)page[1].lru.prev);
227 }
228
229 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
230 {
231         int i;
232         int nr_pages = 1 << order;
233
234         page[1].lru.next = (void *)free_compound_page;  /* set dtor */
235         page[1].lru.prev = (void *)order;
236         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
237                 struct page *p = page + i;
238
239                 __SetPageCompound(p);
240                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
241         }
242 }
243
244 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
245 {
246         int i;
247         int nr_pages = 1 << order;
248
249         if (unlikely((unsigned long)page[1].lru.prev != order))
250                 bad_page(page);
251
252         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
253                 struct page *p = page + i;
254
255                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
256                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
257                         bad_page(page);
258                 __ClearPageCompound(p);
259         }
260 }
261
262 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
263 {
264         int i;
265
266         VM_BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
267         /*
268          * clear_highpage() will use KM_USER0, so it's a bug to use __GFP_ZERO
269          * and __GFP_HIGHMEM from hard or soft interrupt context.
270          */
271         VM_BUG_ON((gfp_flags & __GFP_HIGHMEM) && in_interrupt());
272         for (i = 0; i < (1 << order); i++)
273                 clear_highpage(page + i);
274 }
275
276 /*
277  * function for dealing with page's order in buddy system.
278  * zone->lock is already acquired when we use these.
279  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
280  */
281 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
282 {
283         return page_private(page);
284 }
285
286 static inline void set_page_order(struct page *page, int order)
287 {
288         set_page_private(page, order);
289         __SetPageBuddy(page);
290 }
291
292 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
293 {
294         __ClearPageBuddy(page);
295         set_page_private(page, 0);
296 }
297
298 /*
299  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
300  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
301  *
302  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
303  * the following equation:
304  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
305  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
306  * 1 buddy is #10:
307  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
308  *
309  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
310  * satisfies the following equation:
311  *     P = B & ~(1 << O)
312  *
313  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
314  */
315 static inline struct page *
316 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
317 {
318         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
319
320         return page + (buddy_idx - page_idx);
321 }
322
323 static inline unsigned long
324 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
325 {
326         return (page_idx & ~(1 << order));
327 }
328
329 /*
330  * This function checks whether a page is free && is the buddy
331  * we can do coalesce a page and its buddy if
332  * (a) the buddy is not in a hole &&
333  * (b) the buddy is in the buddy system &&
334  * (c) a page and its buddy have the same order &&
335  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
336  *
337  * For recording whether a page is in the buddy system, we use PG_buddy.
338  * Setting, clearing, and testing PG_buddy is serialized by zone->lock.
339  *
340  * For recording page's order, we use page_private(page).
341  */
342 static inline int page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
343                                                                 int order)
344 {
345 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
346         if (!pfn_valid(page_to_pfn(buddy)))
347                 return 0;
348 #endif
349
350         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
351                 return 0;
352
353         if (PageBuddy(buddy) && page_order(buddy) == order) {
354                 BUG_ON(page_count(buddy) != 0);
355                 return 1;
356         }
357         return 0;
358 }
359
360 /*
361  * Freeing function for a buddy system allocator.
362  *
363  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
364  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
365  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
366  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
367  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
368  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
369  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
370  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
371  * parts of the VM system.
372  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
373  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_buddy. Page's
374  * order is recorded in page_private(page) field.
375  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
376  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
377  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
378  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
379  * triggers coalescing into a block of larger size.            
380  *
381  * -- wli
382  */
383
384 static inline void __free_one_page(struct page *page,
385                 struct zone *zone, unsigned int order)
386 {
387         unsigned long page_idx;
388         int order_size = 1 << order;
389
390         if (unlikely(PageCompound(page)))
391                 destroy_compound_page(page, order);
392
393         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
394
395         VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
396         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
397
398         zone->free_pages += order_size;
399         while (order < MAX_ORDER-1) {
400                 unsigned long combined_idx;
401                 struct free_area *area;
402                 struct page *buddy;
403
404                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
405                 if (!page_is_buddy(page, buddy, order))
406                         break;          /* Move the buddy up one level. */
407
408                 list_del(&buddy->lru);
409                 area = zone->free_area + order;
410                 area->nr_free--;
411                 rmv_page_order(buddy);
412                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
413                 page = page + (combined_idx - page_idx);
414                 page_idx = combined_idx;
415                 order++;
416         }
417         set_page_order(page, order);
418         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
419         zone->free_area[order].nr_free++;
420 }
421
422 static inline int free_pages_check(struct page *page)
423 {
424         if (unlikely(page_mapcount(page) |
425                 (page->mapping != NULL)  |
426                 (page_count(page) != 0)  |
427                 (page->flags & (
428                         1 << PG_lru     |
429                         1 << PG_private |
430                         1 << PG_locked  |
431                         1 << PG_active  |
432                         1 << PG_reclaim |
433                         1 << PG_slab    |
434                         1 << PG_swapcache |
435                         1 << PG_writeback |
436                         1 << PG_reserved |
437                         1 << PG_buddy ))))
438                 bad_page(page);
439         if (PageDirty(page))
440                 __ClearPageDirty(page);
441         /*
442          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
443          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
444          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
445          */
446         return PageReserved(page);
447 }
448
449 /*
450  * Frees a list of pages. 
451  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
452  * count is the number of pages to free.
453  *
454  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
455  * see if this freeing clears that state.
456  *
457  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
458  * pinned" detection logic.
459  */
460 static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
461                                         struct list_head *list, int order)
462 {
463         spin_lock(&zone->lock);
464         zone->all_unreclaimable = 0;
465         zone->pages_scanned = 0;
466         while (count--) {
467                 struct page *page;
468
469                 VM_BUG_ON(list_empty(list));
470                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
471                 /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */
472                 list_del(&page->lru);
473                 __free_one_page(page, zone, order);
474         }
475         spin_unlock(&zone->lock);
476 }
477
478 static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)
479 {
480         spin_lock(&zone->lock);
481         zone->all_unreclaimable = 0;
482         zone->pages_scanned = 0;
483         __free_one_page(page, zone ,order);
484         spin_unlock(&zone->lock);
485 }
486
487 static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
488 {
489         unsigned long flags;
490         int i;
491         int reserved = 0;
492
493         arch_free_page(page, order);
494         if (!PageHighMem(page))
495                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
496                                            PAGE_SIZE<<order);
497
498         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
499                 reserved += free_pages_check(page + i);
500         if (reserved)
501                 return;
502
503         kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
504         local_irq_save(flags);
505         __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);
506         free_one_page(page_zone(page), page, order);
507         local_irq_restore(flags);
508 }
509
510 /*
511  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
512  */
513 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
514 {
515         if (order == 0) {
516                 __ClearPageReserved(page);
517                 set_page_count(page, 0);
518                 set_page_refcounted(page);
519                 __free_page(page);
520         } else {
521                 int loop;
522
523                 prefetchw(page);
524                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
525                         struct page *p = &page[loop];
526
527                         if (loop + 1 < BITS_PER_LONG)
528                                 prefetchw(p + 1);
529                         __ClearPageReserved(p);
530                         set_page_count(p, 0);
531                 }
532
533                 set_page_refcounted(page);
534                 __free_pages(page, order);
535         }
536 }
537
538
539 /*
540  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
541  * Please do not alter this order without good reasons and regression
542  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
543  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
544  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
545  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
546  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
547  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
548  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
549  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
550  *
551  * -- wli
552  */
553 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
554         int low, int high, struct free_area *area)
555 {
556         unsigned long size = 1 << high;
557
558         while (high > low) {
559                 area--;
560                 high--;
561                 size >>= 1;
562                 VM_BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
563                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
564                 area->nr_free++;
565                 set_page_order(&page[size], high);
566         }
567 }
568
569 /*
570  * This page is about to be returned from the page allocator
571  */
572 static int prep_new_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
573 {
574         if (unlikely(page_mapcount(page) |
575                 (page->mapping != NULL)  |
576                 (page_count(page) != 0)  |
577                 (page->flags & (
578                         1 << PG_lru     |
579                         1 << PG_private |
580                         1 << PG_locked  |
581                         1 << PG_active  |
582                         1 << PG_dirty   |
583                         1 << PG_reclaim |
584                         1 << PG_slab    |
585                         1 << PG_swapcache |
586                         1 << PG_writeback |
587                         1 << PG_reserved |
588                         1 << PG_buddy ))))
589                 bad_page(page);
590
591         /*
592          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
593          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
594          */
595         if (PageReserved(page))
596                 return 1;
597
598         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
599                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
600                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
601         set_page_private(page, 0);
602         set_page_refcounted(page);
603         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
604
605         if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
606                 prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
607
608         if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
609                 prep_compound_page(page, order);
610
611         return 0;
612 }
613
614 /* 
615  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
616  * Call me with the zone->lock already held.
617  */
618 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
619 {
620         struct free_area * area;
621         unsigned int current_order;
622         struct page *page;
623
624         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
625                 area = zone->free_area + current_order;
626                 if (list_empty(&area->free_list))
627                         continue;
628
629                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
630                 list_del(&page->lru);
631                 rmv_page_order(page);
632                 area->nr_free--;
633                 zone->free_pages -= 1UL << order;
634                 expand(zone, page, order, current_order, area);
635                 return page;
636         }
637
638         return NULL;
639 }
640
641 /* 
642  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
643  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
644  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
645  */
646 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
647                         unsigned long count, struct list_head *list)
648 {
649         int i;
650         
651         spin_lock(&zone->lock);
652         for (i = 0; i < count; ++i) {
653                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
654                 if (unlikely(page == NULL))
655                         break;
656                 list_add_tail(&page->lru, list);
657         }
658         spin_unlock(&zone->lock);
659         return i;
660 }
661
662 #ifdef CONFIG_NUMA
663 /*
664  * Called from the slab reaper to drain pagesets on a particular node that
665  * belongs to the currently executing processor.
666  * Note that this function must be called with the thread pinned to
667  * a single processor.
668  */
669 void drain_node_pages(int nodeid)
670 {
671         int i;
672         enum zone_type z;
673         unsigned long flags;
674
675         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
676                 struct zone *zone = NODE_DATA(nodeid)->node_zones + z;
677                 struct per_cpu_pageset *pset;
678
679                 if (!populated_zone(zone))
680                         continue;
681
682                 pset = zone_pcp(zone, smp_processor_id());
683                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
684                         struct per_cpu_pages *pcp;
685
686                         pcp = &pset->pcp[i];
687                         if (pcp->count) {
688                                 local_irq_save(flags);
689                                 free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
690                                 pcp->count = 0;
691                                 local_irq_restore(flags);
692                         }
693                 }
694         }
695 }
696 #endif
697
698 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
699 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
700 {
701         unsigned long flags;
702         struct zone *zone;
703         int i;
704
705         for_each_zone(zone) {
706                 struct per_cpu_pageset *pset;
707
708                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
709                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
710                         struct per_cpu_pages *pcp;
711
712                         pcp = &pset->pcp[i];
713                         local_irq_save(flags);
714                         free_pages_bulk(zone, pcp->count, &pcp->list, 0);
715                         pcp->count = 0;
716                         local_irq_restore(flags);
717                 }
718         }
719 }
720 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
721
722 #ifdef CONFIG_PM
723
724 void mark_free_pages(struct zone *zone)
725 {
726         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
727         unsigned long flags;
728         int order;
729         struct list_head *curr;
730
731         if (!zone->spanned_pages)
732                 return;
733
734         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
735
736         max_zone_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
737         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
738                 if (pfn_valid(pfn)) {
739                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
740
741                         if (!PageNosave(page))
742                                 ClearPageNosaveFree(page);
743                 }
744
745         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
746                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
747                         unsigned long i;
748
749                         pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
750                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++)
751                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(pfn + i));
752                 }
753
754         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
755 }
756
757 /*
758  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
759  */
760 void drain_local_pages(void)
761 {
762         unsigned long flags;
763
764         local_irq_save(flags);  
765         __drain_pages(smp_processor_id());
766         local_irq_restore(flags);       
767 }
768 #endif /* CONFIG_PM */
769
770 /*
771  * Free a 0-order page
772  */
773 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
774 {
775         struct zone *zone = page_zone(page);
776         struct per_cpu_pages *pcp;
777         unsigned long flags;
778
779         arch_free_page(page, 0);
780
781         if (PageAnon(page))
782                 page->mapping = NULL;
783         if (free_pages_check(page))
784                 return;
785
786         kernel_map_pages(page, 1, 0);
787
788         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
789         local_irq_save(flags);
790         __count_vm_event(PGFREE);
791         list_add(&page->lru, &pcp->list);
792         pcp->count++;
793         if (pcp->count >= pcp->high) {
794                 free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
795                 pcp->count -= pcp->batch;
796         }
797         local_irq_restore(flags);
798         put_cpu();
799 }
800
801 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
802 {
803         free_hot_cold_page(page, 0);
804 }
805         
806 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
807 {
808         free_hot_cold_page(page, 1);
809 }
810
811 /*
812  * split_page takes a non-compound higher-order page, and splits it into
813  * n (1<<order) sub-pages: page[0..n]
814  * Each sub-page must be freed individually.
815  *
816  * Note: this is probably too low level an operation for use in drivers.
817  * Please consult with lkml before using this in your driver.
818  */
819 void split_page(struct page *page, unsigned int order)
820 {
821         int i;
822
823         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
824         VM_BUG_ON(!page_count(page));
825         for (i = 1; i < (1 << order); i++)
826                 set_page_refcounted(page + i);
827 }
828
829 /*
830  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
831  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
832  * or two.
833  */
834 static struct page *buffered_rmqueue(struct zonelist *zonelist,
835                         struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
836 {
837         unsigned long flags;
838         struct page *page;
839         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
840         int cpu;
841
842 again:
843         cpu  = get_cpu();
844         if (likely(order == 0)) {
845                 struct per_cpu_pages *pcp;
846
847                 pcp = &zone_pcp(zone, cpu)->pcp[cold];
848                 local_irq_save(flags);
849                 if (!pcp->count) {
850                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
851                                                 pcp->batch, &pcp->list);
852                         if (unlikely(!pcp->count))
853                                 goto failed;
854                 }
855                 page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
856                 list_del(&page->lru);
857                 pcp->count--;
858         } else {
859                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
860                 page = __rmqueue(zone, order);
861                 spin_unlock(&zone->lock);
862                 if (!page)
863                         goto failed;
864         }
865
866         __count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
867         zone_statistics(zonelist, zone);
868         local_irq_restore(flags);
869         put_cpu();
870
871         VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
872         if (prep_new_page(page, order, gfp_flags))
873                 goto again;
874         return page;
875
876 failed:
877         local_irq_restore(flags);
878         put_cpu();
879         return NULL;
880 }
881
882 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
883 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
884 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
885 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
886 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
887 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
888 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
889
890 /*
891  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
892  * of the allocation.
893  */
894 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
895                       int classzone_idx, int alloc_flags)
896 {
897         /* free_pages my go negative - that's OK */
898         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
899         int o;
900
901         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
902                 min -= min / 2;
903         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
904                 min -= min / 4;
905
906         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
907                 return 0;
908         for (o = 0; o < order; o++) {
909                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
910                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
911
912                 /* Require fewer higher order pages to be free */
913                 min >>= 1;
914
915                 if (free_pages <= min)
916                         return 0;
917         }
918         return 1;
919 }
920
921 /*
922  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
923  * a page.
924  */
925 static struct page *
926 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
927                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
928 {
929         struct zone **z = zonelist->zones;
930         struct page *page = NULL;
931         int classzone_idx = zone_idx(*z);
932         struct zone *zone;
933
934         /*
935          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
936          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
937          */
938         do {
939                 zone = *z;
940                 if (unlikely((gfp_mask & __GFP_THISNODE) &&
941                         zone->zone_pgdat != zonelist->zones[0]->zone_pgdat))
942                                 break;
943                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
944                                 !cpuset_zone_allowed(zone, gfp_mask))
945                         continue;
946
947                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
948                         unsigned long mark;
949                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
950                                 mark = zone->pages_min;
951                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
952                                 mark = zone->pages_low;
953                         else
954                                 mark = zone->pages_high;
955                         if (!zone_watermark_ok(zone , order, mark,
956                                     classzone_idx, alloc_flags))
957                                 if (!zone_reclaim_mode ||
958                                     !zone_reclaim(zone, gfp_mask, order))
959                                         continue;
960                 }
961
962                 page = buffered_rmqueue(zonelist, zone, order, gfp_mask);
963                 if (page) {
964                         break;
965                 }
966         } while (*(++z) != NULL);
967         return page;
968 }
969
970 /*
971  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
972  */
973 struct page * fastcall
974 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
975                 struct zonelist *zonelist)
976 {
977         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
978         struct zone **z;
979         struct page *page;
980         struct reclaim_state reclaim_state;
981         struct task_struct *p = current;
982         int do_retry;
983         int alloc_flags;
984         int did_some_progress;
985
986         might_sleep_if(wait);
987
988 restart:
989         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
990
991         if (unlikely(*z == NULL)) {
992                 /* Should this ever happen?? */
993                 return NULL;
994         }
995
996         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
997                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
998         if (page)
999                 goto got_pg;
1000
1001         do {
1002                 wakeup_kswapd(*z, order);
1003         } while (*(++z));
1004
1005         /*
1006          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
1007          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
1008          * to how we want to proceed.
1009          *
1010          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
1011          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
1012          * policy or is asking for __GFP_HIGH memory.  GFP_ATOMIC requests will
1013          * set both ALLOC_HARDER (!wait) and ALLOC_HIGH (__GFP_HIGH).
1014          */
1015         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
1016         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
1017                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
1018         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
1019                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
1020         if (wait)
1021                 alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
1022
1023         /*
1024          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
1025          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
1026          *
1027          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
1028          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
1029          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
1030          */
1031         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
1032         if (page)
1033                 goto got_pg;
1034
1035         /* This allocation should allow future memory freeing. */
1036
1037         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1038                         && !in_interrupt()) {
1039                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
1040 nofail_alloc:
1041                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
1042                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1043                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
1044                         if (page)
1045                                 goto got_pg;
1046                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
1047                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1048                                 goto nofail_alloc;
1049                         }
1050                 }
1051                 goto nopage;
1052         }
1053
1054         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
1055         if (!wait)
1056                 goto nopage;
1057
1058 rebalance:
1059         cond_resched();
1060
1061         /* We now go into synchronous reclaim */
1062         cpuset_memory_pressure_bump();
1063         p->flags |= PF_MEMALLOC;
1064         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
1065         p->reclaim_state = &reclaim_state;
1066
1067         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
1068
1069         p->reclaim_state = NULL;
1070         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
1071
1072         cond_resched();
1073
1074         if (likely(did_some_progress)) {
1075                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
1076                                                 zonelist, alloc_flags);
1077                 if (page)
1078                         goto got_pg;
1079         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1080                 /*
1081                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
1082                  * very high watermark here, this is only to catch
1083                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
1084                  * under heavy pressure.
1085                  */
1086                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
1087                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
1088                 if (page)
1089                         goto got_pg;
1090
1091                 out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order);
1092                 goto restart;
1093         }
1094
1095         /*
1096          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1097          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1098          *
1099          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1100          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1101          */
1102         do_retry = 0;
1103         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1104                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1105                         do_retry = 1;
1106                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1107                         do_retry = 1;
1108         }
1109         if (do_retry) {
1110                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1111                 goto rebalance;
1112         }
1113
1114 nopage:
1115         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1116                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1117                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1118                         p->comm, order, gfp_mask);
1119                 dump_stack();
1120                 show_mem();
1121         }
1122 got_pg:
1123         return page;
1124 }
1125
1126 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1127
1128 /*
1129  * Common helper functions.
1130  */
1131 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1132 {
1133         struct page * page;
1134         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1135         if (!page)
1136                 return 0;
1137         return (unsigned long) page_address(page);
1138 }
1139
1140 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1141
1142 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1143 {
1144         struct page * page;
1145
1146         /*
1147          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1148          * a highmem page
1149          */
1150         VM_BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1151
1152         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1153         if (page)
1154                 return (unsigned long) page_address(page);
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1159
1160 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1161 {
1162         int i = pagevec_count(pvec);
1163
1164         while (--i >= 0)
1165                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1166 }
1167
1168 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1169 {
1170         if (put_page_testzero(page)) {
1171                 if (order == 0)
1172                         free_hot_page(page);
1173                 else
1174                         __free_pages_ok(page, order);
1175         }
1176 }
1177
1178 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1179
1180 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1181 {
1182         if (addr != 0) {
1183                 VM_BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1184                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1185         }
1186 }
1187
1188 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1189
1190 /*
1191  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1192  */
1193 unsigned int nr_free_pages(void)
1194 {
1195         unsigned int sum = 0;
1196         struct zone *zone;
1197
1198         for_each_zone(zone)
1199                 sum += zone->free_pages;
1200
1201         return sum;
1202 }
1203
1204 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1205
1206 #ifdef CONFIG_NUMA
1207 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1208 {
1209         unsigned int sum = 0;
1210         enum zone_type i;
1211
1212         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1213                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1214
1215         return sum;
1216 }
1217 #endif
1218
1219 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1220 {
1221         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1222         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1223         unsigned int sum = 0;
1224
1225         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1226         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1227         struct zone *zone;
1228
1229         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1230                 unsigned long size = zone->present_pages;
1231                 unsigned long high = zone->pages_high;
1232                 if (size > high)
1233                         sum += size - high;
1234         }
1235
1236         return sum;
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1241  */
1242 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1243 {
1244         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1249  */
1250 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1251 {
1252         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1253 }
1254 #ifdef CONFIG_NUMA
1255 static void show_node(struct zone *zone)
1256 {
1257         printk("Node %ld ", zone_to_nid(zone));
1258 }
1259 #else
1260 #define show_node(zone) do { } while (0)
1261 #endif
1262
1263 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1264 {
1265         val->totalram = totalram_pages;
1266         val->sharedram = 0;
1267         val->freeram = nr_free_pages();
1268         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1269         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1270         val->freehigh = nr_free_highpages();
1271         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1272 }
1273
1274 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1275
1276 #ifdef CONFIG_NUMA
1277 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1278 {
1279         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1280
1281         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1282         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1283 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1284         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1285         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1286 #else
1287         val->totalhigh = 0;
1288         val->freehigh = 0;
1289 #endif
1290         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1291 }
1292 #endif
1293
1294 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1295
1296 /*
1297  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1298  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1299  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1300  */
1301 void show_free_areas(void)
1302 {
1303         int cpu, temperature;
1304         unsigned long active;
1305         unsigned long inactive;
1306         unsigned long free;
1307         struct zone *zone;
1308
1309         for_each_zone(zone) {
1310                 show_node(zone);
1311                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1312
1313                 if (!populated_zone(zone)) {
1314                         printk(" empty\n");
1315                         continue;
1316                 } else
1317                         printk("\n");
1318
1319                 for_each_online_cpu(cpu) {
1320                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1321
1322                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1323
1324                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1325                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1326                                         cpu,
1327                                         temperature ? "cold" : "hot",
1328                                         pageset->pcp[temperature].high,
1329                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1330                                         pageset->pcp[temperature].count);
1331                 }
1332         }
1333
1334         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1335
1336         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1337                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1338                 active,
1339                 inactive,
1340                 global_page_state(NR_FILE_DIRTY),
1341                 global_page_state(NR_WRITEBACK),
1342                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS),
1343                 nr_free_pages(),
1344                 global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1345                         global_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE),
1346                 global_page_state(NR_FILE_MAPPED),
1347                 global_page_state(NR_PAGETABLE));
1348
1349         for_each_zone(zone) {
1350                 int i;
1351
1352                 show_node(zone);
1353                 printk("%s"
1354                         " free:%lukB"
1355                         " min:%lukB"
1356                         " low:%lukB"
1357                         " high:%lukB"
1358                         " active:%lukB"
1359                         " inactive:%lukB"
1360                         " present:%lukB"
1361                         " pages_scanned:%lu"
1362                         " all_unreclaimable? %s"
1363                         "\n",
1364                         zone->name,
1365                         K(zone->free_pages),
1366                         K(zone->pages_min),
1367                         K(zone->pages_low),
1368                         K(zone->pages_high),
1369                         K(zone->nr_active),
1370                         K(zone->nr_inactive),
1371                         K(zone->present_pages),
1372                         zone->pages_scanned,
1373                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1374                         );
1375                 printk("lowmem_reserve[]:");
1376                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1377                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1378                 printk("\n");
1379         }
1380
1381         for_each_zone(zone) {
1382                 unsigned long nr[MAX_ORDER], flags, order, total = 0;
1383
1384                 show_node(zone);
1385                 printk("%s: ", zone->name);
1386                 if (!populated_zone(zone)) {
1387                         printk("empty\n");
1388                         continue;
1389                 }
1390
1391                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1392                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1393                         nr[order] = zone->free_area[order].nr_free;
1394                         total += nr[order] << order;
1395                 }
1396                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1397                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++)
1398                         printk("%lu*%lukB ", nr[order], K(1UL) << order);
1399                 printk("= %lukB\n", K(total));
1400         }
1401
1402         show_swap_cache_info();
1403 }
1404
1405 /*
1406  * Builds allocation fallback zone lists.
1407  *
1408  * Add all populated zones of a node to the zonelist.
1409  */
1410 static int __meminit build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat,
1411                         struct zonelist *zonelist, int nr_zones, enum zone_type zone_type)
1412 {
1413         struct zone *zone;
1414
1415         BUG_ON(zone_type >= MAX_NR_ZONES);
1416         zone_type++;
1417
1418         do {
1419                 zone_type--;
1420                 zone = pgdat->node_zones + zone_type;
1421                 if (populated_zone(zone)) {
1422                         zonelist->zones[nr_zones++] = zone;
1423                         check_highest_zone(zone_type);
1424                 }
1425
1426         } while (zone_type);
1427         return nr_zones;
1428 }
1429
1430 #ifdef CONFIG_NUMA
1431 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1432 static int __meminitdata node_load[MAX_NUMNODES];
1433 /**
1434  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1435  * @node: node whose fallback list we're appending
1436  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1437  *
1438  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1439  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1440  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1441  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1442  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1443  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1444  * on them otherwise.
1445  * It returns -1 if no node is found.
1446  */
1447 static int __meminit find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1448 {
1449         int n, val;
1450         int min_val = INT_MAX;
1451         int best_node = -1;
1452
1453         /* Use the local node if we haven't already */
1454         if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1455                 node_set(node, *used_node_mask);
1456                 return node;
1457         }
1458
1459         for_each_online_node(n) {
1460                 cpumask_t tmp;
1461
1462                 /* Don't want a node to appear more than once */
1463                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1464                         continue;
1465
1466                 /* Use the distance array to find the distance */
1467                 val = node_distance(node, n);
1468
1469                 /* Penalize nodes under us ("prefer the next node") */
1470                 val += (n < node);
1471
1472                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1473                 tmp = node_to_cpumask(n);
1474                 if (!cpus_empty(tmp))
1475                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1476
1477                 /* Slight preference for less loaded node */
1478                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1479                 val += node_load[n];
1480
1481                 if (val < min_val) {
1482                         min_val = val;
1483                         best_node = n;
1484                 }
1485         }
1486
1487         if (best_node >= 0)
1488                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1489
1490         return best_node;
1491 }
1492
1493 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1494 {
1495         int j, node, local_node;
1496         enum zone_type i;
1497         int prev_node, load;
1498         struct zonelist *zonelist;
1499         nodemask_t used_mask;
1500
1501         /* initialize zonelists */
1502         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1503                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1504                 zonelist->zones[0] = NULL;
1505         }
1506
1507         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1508         local_node = pgdat->node_id;
1509         load = num_online_nodes();
1510         prev_node = local_node;
1511         nodes_clear(used_mask);
1512         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1513                 int distance = node_distance(local_node, node);
1514
1515                 /*
1516                  * If another node is sufficiently far away then it is better
1517                  * to reclaim pages in a zone before going off node.
1518                  */
1519                 if (distance > RECLAIM_DISTANCE)
1520                         zone_reclaim_mode = 1;
1521
1522                 /*
1523                  * We don't want to pressure a particular node.
1524                  * So adding penalty to the first node in same
1525                  * distance group to make it round-robin.
1526                  */
1527
1528                 if (distance != node_distance(local_node, prev_node))
1529                         node_load[node] += load;
1530                 prev_node = node;
1531                 load--;
1532                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1533                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1534                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1535
1536                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1537                         zonelist->zones[j] = NULL;
1538                 }
1539         }
1540 }
1541
1542 #else   /* CONFIG_NUMA */
1543
1544 static void __meminit build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1545 {
1546         int node, local_node;
1547         enum zone_type i,j;
1548
1549         local_node = pgdat->node_id;
1550         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1551                 struct zonelist *zonelist;
1552
1553                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1554
1555                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, 0, i);
1556                 /*
1557                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1558                  * of all the other nodes.
1559                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1560                  * building the zones for node N, we make sure that the
1561                  * zones coming right after the local ones are those from
1562                  * node N+1 (modulo N)
1563                  */
1564                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1565                         if (!node_online(node))
1566                                 continue;
1567                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1568                 }
1569                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1570                         if (!node_online(node))
1571                                 continue;
1572                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, i);
1573                 }
1574
1575                 zonelist->zones[j] = NULL;
1576         }
1577 }
1578
1579 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1580
1581 /* return values int ....just for stop_machine_run() */
1582 static int __meminit __build_all_zonelists(void *dummy)
1583 {
1584         int nid;
1585         for_each_online_node(nid)
1586                 build_zonelists(NODE_DATA(nid));
1587         return 0;
1588 }
1589
1590 void __meminit build_all_zonelists(void)
1591 {
1592         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1593                 __build_all_zonelists(0);
1594                 cpuset_init_current_mems_allowed();
1595         } else {
1596                 /* we have to stop all cpus to guaranntee there is no user
1597                    of zonelist */
1598                 stop_machine_run(__build_all_zonelists, NULL, NR_CPUS);
1599                 /* cpuset refresh routine should be here */
1600         }
1601         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1602         printk("Built %i zonelists.  Total pages: %ld\n",
1603                         num_online_nodes(), vm_total_pages);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1608  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1609  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1610  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1611  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1612  * conservative, even though it seems large.
1613  *
1614  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1615  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1616  */
1617 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1618
1619 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1620 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1621 {
1622         unsigned long size = 1;
1623
1624         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1625
1626         while (size < pages)
1627                 size <<= 1;
1628
1629         /*
1630          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1631          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1632          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1633          */
1634         size = min(size, 4096UL);
1635
1636         return max(size, 4UL);
1637 }
1638 #else
1639 /*
1640  * A zone's size might be changed by hot-add, so it is not possible to determine
1641  * a suitable size for its wait_table.  So we use the maximum size now.
1642  *
1643  * The max wait table size = 4096 x sizeof(wait_queue_head_t).   ie:
1644  *
1645  *    i386 (preemption config)    : 4096 x 16 = 64Kbyte.
1646  *    ia64, x86-64 (no preemption): 4096 x 20 = 80Kbyte.
1647  *    ia64, x86-64 (preemption)   : 4096 x 24 = 96Kbyte.
1648  *
1649  * The maximum entries are prepared when a zone's memory is (512K + 256) pages
1650  * or more by the traditional way. (See above).  It equals:
1651  *
1652  *    i386, x86-64, powerpc(4K page size) : =  ( 2G + 1M)byte.
1653  *    ia64(16K page size)                 : =  ( 8G + 4M)byte.
1654  *    powerpc (64K page size)             : =  (32G +16M)byte.
1655  */
1656 static inline unsigned long wait_table_hash_nr_entries(unsigned long pages)
1657 {
1658         return 4096UL;
1659 }
1660 #endif
1661
1662 /*
1663  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1664  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1665  * hash function before the remainder is taken.
1666  */
1667 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1668 {
1669         return ffz(~size);
1670 }
1671
1672 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1673
1674 /*
1675  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1676  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1677  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1678  */
1679 void __meminit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1680                 unsigned long start_pfn)
1681 {
1682         struct page *page;
1683         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1684         unsigned long pfn;
1685
1686         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1687                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1688                         continue;
1689                 page = pfn_to_page(pfn);
1690                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1691                 init_page_count(page);
1692                 reset_page_mapcount(page);
1693                 SetPageReserved(page);
1694                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1695 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1696                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1697                 if (!is_highmem_idx(zone))
1698                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1699 #endif
1700         }
1701 }
1702
1703 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1704                                 unsigned long size)
1705 {
1706         int order;
1707         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1708                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1709                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1710         }
1711 }
1712
1713 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1714 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, enum zone_type zid,
1715                 unsigned long pfn, unsigned long size)
1716 {
1717         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1718         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1719
1720         if (FLAGS_HAS_NODE)
1721                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1722         else
1723                 for (; snum <= end; snum++)
1724                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1725 }
1726
1727 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1728 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1729         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1730 #endif
1731
1732 static int __cpuinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1733 {
1734         int batch;
1735
1736         /*
1737          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1738          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1739          *
1740          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1741          */
1742         batch = zone->present_pages / 1024;
1743         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1744                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1745         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1746         if (batch < 1)
1747                 batch = 1;
1748
1749         /*
1750          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1751          * of 2 value was found to be more likely to have
1752          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1753          *
1754          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1755          * batches of pages, one task can end up with a lot
1756          * of pages of one half of the possible page colors
1757          * and the other with pages of the other colors.
1758          */
1759         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1760
1761         return batch;
1762 }
1763
1764 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1765 {
1766         struct per_cpu_pages *pcp;
1767
1768         memset(p, 0, sizeof(*p));
1769
1770         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1771         pcp->count = 0;
1772         pcp->high = 6 * batch;
1773         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1774         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1775
1776         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1777         pcp->count = 0;
1778         pcp->high = 2 * batch;
1779         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1780         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1781 }
1782
1783 /*
1784  * setup_pagelist_highmark() sets the high water mark for hot per_cpu_pagelist
1785  * to the value high for the pageset p.
1786  */
1787
1788 static void setup_pagelist_highmark(struct per_cpu_pageset *p,
1789                                 unsigned long high)
1790 {
1791         struct per_cpu_pages *pcp;
1792
1793         pcp = &p->pcp[0]; /* hot list */
1794         pcp->high = high;
1795         pcp->batch = max(1UL, high/4);
1796         if ((high/4) > (PAGE_SHIFT * 8))
1797                 pcp->batch = PAGE_SHIFT * 8;
1798 }
1799
1800
1801 #ifdef CONFIG_NUMA
1802 /*
1803  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1804  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1805  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1806  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1807  * with interrupts disabled.
1808  *
1809  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1810  *
1811  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1812  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1813  * hotplugged processors.
1814  *
1815  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1816  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1817  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1818  */
1819 static struct per_cpu_pageset boot_pageset[NR_CPUS];
1820
1821 /*
1822  * Dynamically allocate memory for the
1823  * per cpu pageset array in struct zone.
1824  */
1825 static int __cpuinit process_zones(int cpu)
1826 {
1827         struct zone *zone, *dzone;
1828
1829         for_each_zone(zone) {
1830
1831                 zone_pcp(zone, cpu) = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1832                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1833                 if (!zone_pcp(zone, cpu))
1834                         goto bad;
1835
1836                 setup_pageset(zone_pcp(zone, cpu), zone_batchsize(zone));
1837
1838                 if (percpu_pagelist_fraction)
1839                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu),
1840                                 (zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction));
1841         }
1842
1843         return 0;
1844 bad:
1845         for_each_zone(dzone) {
1846                 if (dzone == zone)
1847                         break;
1848                 kfree(zone_pcp(dzone, cpu));
1849                 zone_pcp(dzone, cpu) = NULL;
1850         }
1851         return -ENOMEM;
1852 }
1853
1854 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1855 {
1856         struct zone *zone;
1857
1858         for_each_zone(zone) {
1859                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1860
1861                 /* Free per_cpu_pageset if it is slab allocated */
1862                 if (pset != &boot_pageset[cpu])
1863                         kfree(pset);
1864                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1865         }
1866 }
1867
1868 static int __cpuinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1869                 unsigned long action,
1870                 void *hcpu)
1871 {
1872         int cpu = (long)hcpu;
1873         int ret = NOTIFY_OK;
1874
1875         switch (action) {
1876                 case CPU_UP_PREPARE:
1877                         if (process_zones(cpu))
1878                                 ret = NOTIFY_BAD;
1879                         break;
1880                 case CPU_UP_CANCELED:
1881                 case CPU_DEAD:
1882                         free_zone_pagesets(cpu);
1883                         break;
1884                 default:
1885                         break;
1886         }
1887         return ret;
1888 }
1889
1890 static struct notifier_block __cpuinitdata pageset_notifier =
1891         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1892
1893 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1894 {
1895         int err;
1896
1897         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1898          * A cpuup callback will do this for every cpu
1899          * as it comes online
1900          */
1901         err = process_zones(smp_processor_id());
1902         BUG_ON(err);
1903         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1904 }
1905
1906 #endif
1907
1908 static __meminit
1909 int zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1910 {
1911         int i;
1912         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1913         size_t alloc_size;
1914
1915         /*
1916          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1917          * per zone.
1918          */
1919         zone->wait_table_hash_nr_entries =
1920                  wait_table_hash_nr_entries(zone_size_pages);
1921         zone->wait_table_bits =
1922                 wait_table_bits(zone->wait_table_hash_nr_entries);
1923         alloc_size = zone->wait_table_hash_nr_entries
1924                                         * sizeof(wait_queue_head_t);
1925
1926         if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
1927                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1928                         alloc_bootmem_node(pgdat, alloc_size);
1929         } else {
1930                 /*
1931                  * This case means that a zone whose size was 0 gets new memory
1932                  * via memory hot-add.
1933                  * But it may be the case that a new node was hot-added.  In
1934                  * this case vmalloc() will not be able to use this new node's
1935                  * memory - this wait_table must be initialized to use this new
1936                  * node itself as well.
1937                  * To use this new node's memory, further consideration will be
1938                  * necessary.
1939                  */
1940                 zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)vmalloc(alloc_size);
1941         }
1942         if (!zone->wait_table)
1943                 return -ENOMEM;
1944
1945         for(i = 0; i < zone->wait_table_hash_nr_entries; ++i)
1946                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1947
1948         return 0;
1949 }
1950
1951 static __meminit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1952 {
1953         int cpu;
1954         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1955
1956         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1957 #ifdef CONFIG_NUMA
1958                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1959                 zone_pcp(zone, cpu) = &boot_pageset[cpu];
1960                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1961 #else
1962                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1963 #endif
1964         }
1965         if (zone->present_pages)
1966                 printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1967                         zone->name, zone->present_pages, batch);
1968 }
1969
1970 __meminit int init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1971                                         unsigned long zone_start_pfn,
1972                                         unsigned long size)
1973 {
1974         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1975         int ret;
1976         ret = zone_wait_table_init(zone, size);
1977         if (ret)
1978                 return ret;
1979         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1980
1981         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1982
1983         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1984
1985         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1986
1987         return 0;
1988 }
1989
1990 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1991 /*
1992  * Basic iterator support. Return the first range of PFNs for a node
1993  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns first region regardless of node
1994  */
1995 static int __init first_active_region_index_in_nid(int nid)
1996 {
1997         int i;
1998
1999         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2000                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[i].nid == nid)
2001                         return i;
2002
2003         return -1;
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Basic iterator support. Return the next active range of PFNs for a node
2008  * Note: nid == MAX_NUMNODES returns next region regardles of node
2009  */
2010 static int __init next_active_region_index_in_nid(int index, int nid)
2011 {
2012         for (index = index + 1; index < nr_nodemap_entries; index++)
2013                 if (nid == MAX_NUMNODES || early_node_map[index].nid == nid)
2014                         return index;
2015
2016         return -1;
2017 }
2018
2019 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
2020 /*
2021  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
2022  * Architectures may implement their own version but if add_active_range()
2023  * was used and there are no special requirements, this is a convenient
2024  * alternative
2025  */
2026 int __init early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2027 {
2028         int i;
2029
2030         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2031                 unsigned long start_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2032                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2033
2034                 if (start_pfn <= pfn && pfn < end_pfn)
2035                         return early_node_map[i].nid;
2036         }
2037
2038         return 0;
2039 }
2040 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
2041
2042 /* Basic iterator support to walk early_node_map[] */
2043 #define for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) \
2044         for (i = first_active_region_index_in_nid(nid); i != -1; \
2045                                 i = next_active_region_index_in_nid(i, nid))
2046
2047 /**
2048  * free_bootmem_with_active_regions - Call free_bootmem_node for each active range
2049  * @nid: The node to free memory on. If MAX_NUMNODES, all nodes are freed
2050  * @max_low_pfn: The highest PFN that till be passed to free_bootmem_node
2051  *
2052  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2053  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2054  * this function may be used instead of calling free_bootmem() manually.
2055  */
2056 void __init free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2057                                                 unsigned long max_low_pfn)
2058 {
2059         int i;
2060
2061         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2062                 unsigned long size_pages = 0;
2063                 unsigned long end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2064
2065                 if (early_node_map[i].start_pfn >= max_low_pfn)
2066                         continue;
2067
2068                 if (end_pfn > max_low_pfn)
2069                         end_pfn = max_low_pfn;
2070
2071                 size_pages = end_pfn - early_node_map[i].start_pfn;
2072                 free_bootmem_node(NODE_DATA(early_node_map[i].nid),
2073                                 PFN_PHYS(early_node_map[i].start_pfn),
2074                                 size_pages << PAGE_SHIFT);
2075         }
2076 }
2077
2078 /**
2079  * sparse_memory_present_with_active_regions - Call memory_present for each active range
2080  * @nid: The node to call memory_present for. If MAX_NUMNODES, all nodes will be used
2081  *
2082  * If an architecture guarantees that all ranges registered with
2083  * add_active_ranges() contain no holes and may be freed, this
2084  * this function may be used instead of calling memory_present() manually.
2085  */
2086 void __init sparse_memory_present_with_active_regions(int nid)
2087 {
2088         int i;
2089
2090         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2091                 memory_present(early_node_map[i].nid,
2092                                 early_node_map[i].start_pfn,
2093                                 early_node_map[i].end_pfn);
2094 }
2095
2096 /**
2097  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
2098  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned
2099  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn
2100  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn
2101  *
2102  * It returns the start and end page frame of a node based on information
2103  * provided by an arch calling add_active_range(). If called for a node
2104  * with no available memory, a warning is printed and the start and end
2105  * PFNs will be 0
2106  */
2107 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2108                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
2109 {
2110         int i;
2111         *start_pfn = -1UL;
2112         *end_pfn = 0;
2113
2114         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid) {
2115                 *start_pfn = min(*start_pfn, early_node_map[i].start_pfn);
2116                 *end_pfn = max(*end_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2117         }
2118
2119         if (*start_pfn == -1UL) {
2120                 printk(KERN_WARNING "Node %u active with no memory\n", nid);
2121                 *start_pfn = 0;
2122         }
2123 }
2124
2125 /*
2126  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
2127  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
2128  */
2129 unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2130                                         unsigned long zone_type,
2131                                         unsigned long *ignored)
2132 {
2133         unsigned long node_start_pfn, node_end_pfn;
2134         unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
2135
2136         /* Get the start and end of the node and zone */
2137         get_pfn_range_for_nid(nid, &node_start_pfn, &node_end_pfn);
2138         zone_start_pfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
2139         zone_end_pfn = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
2140
2141         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
2142         if (zone_end_pfn < node_start_pfn || zone_start_pfn > node_end_pfn)
2143                 return 0;
2144
2145         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
2146         zone_end_pfn = min(zone_end_pfn, node_end_pfn);
2147         zone_start_pfn = max(zone_start_pfn, node_start_pfn);
2148
2149         /* Return the spanned pages */
2150         return zone_end_pfn - zone_start_pfn;
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
2155  * then all holes in the requested range will be accounted for
2156  */
2157 unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
2158                                 unsigned long range_start_pfn,
2159                                 unsigned long range_end_pfn)
2160 {
2161         int i = 0;
2162         unsigned long prev_end_pfn = 0, hole_pages = 0;
2163         unsigned long start_pfn;
2164
2165         /* Find the end_pfn of the first active range of pfns in the node */
2166         i = first_active_region_index_in_nid(nid);
2167         if (i == -1)
2168                 return 0;
2169
2170         prev_end_pfn = early_node_map[i].start_pfn;
2171
2172         /* Find all holes for the zone within the node */
2173         for (; i != -1; i = next_active_region_index_in_nid(i, nid)) {
2174
2175                 /* No need to continue if prev_end_pfn is outside the zone */
2176                 if (prev_end_pfn >= range_end_pfn)
2177                         break;
2178
2179                 /* Make sure the end of the zone is not within the hole */
2180                 start_pfn = min(early_node_map[i].start_pfn, range_end_pfn);
2181                 prev_end_pfn = max(prev_end_pfn, range_start_pfn);
2182
2183                 /* Update the hole size cound and move on */
2184                 if (start_pfn > range_start_pfn) {
2185                         BUG_ON(prev_end_pfn > start_pfn);
2186                         hole_pages += start_pfn - prev_end_pfn;
2187                 }
2188                 prev_end_pfn = early_node_map[i].end_pfn;
2189         }
2190
2191         return hole_pages;
2192 }
2193
2194 /**
2195  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
2196  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
2197  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
2198  *
2199  * It returns the number of pages frames in memory holes within a range
2200  */
2201 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2202                                                         unsigned long end_pfn)
2203 {
2204         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
2205 }
2206
2207 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
2208 unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
2209                                         unsigned long zone_type,
2210                                         unsigned long *ignored)
2211 {
2212         return __absent_pages_in_range(nid,
2213                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type],
2214                                 arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type]);
2215 }
2216 #else
2217 static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node(int nid,
2218                                         unsigned long zone_type,
2219                                         unsigned long *zones_size)
2220 {
2221         return zones_size[zone_type];
2222 }
2223
2224 static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node(int nid,
2225                                                 unsigned long zone_type,
2226                                                 unsigned long *zholes_size)
2227 {
2228         if (!zholes_size)
2229                 return 0;
2230
2231         return zholes_size[zone_type];
2232 }
2233 #endif
2234
2235 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
2236                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2237 {
2238         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
2239         enum zone_type i;
2240
2241         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2242                 totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2243                                                                 zones_size);
2244         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
2245
2246         realtotalpages = totalpages;
2247         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2248                 realtotalpages -=
2249                         zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
2250                                                                 zholes_size);
2251         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
2252         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id,
2253                                                         realtotalpages);
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Set up the zone data structures:
2258  *   - mark all pages reserved
2259  *   - mark all memory queues empty
2260  *   - clear the memory bitmaps
2261  */
2262 static void __meminit free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
2263                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
2264 {
2265         enum zone_type j;
2266         int nid = pgdat->node_id;
2267         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
2268         int ret;
2269
2270         pgdat_resize_init(pgdat);
2271         pgdat->nr_zones = 0;
2272         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2273         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2274         
2275         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2276                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2277                 unsigned long size, realsize;
2278
2279                 size = zone_spanned_pages_in_node(nid, j, zones_size);
2280                 realsize = size - zone_absent_pages_in_node(nid, j,
2281                                                                 zholes_size);
2282
2283                 if (!is_highmem_idx(j))
2284                         nr_kernel_pages += realsize;
2285                 nr_all_pages += realsize;
2286
2287                 zone->spanned_pages = size;
2288                 zone->present_pages = realsize;
2289 #ifdef CONFIG_NUMA
2290                 zone->min_unmapped_pages = (realsize*sysctl_min_unmapped_ratio)
2291                                                 / 100;
2292                 zone->min_slab_pages = (realsize * sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2293 #endif
2294                 zone->name = zone_names[j];
2295                 spin_lock_init(&zone->lock);
2296                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2297                 zone_seqlock_init(zone);
2298                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2299                 zone->free_pages = 0;
2300
2301                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2302
2303                 zone_pcp_init(zone);
2304                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2305                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2306                 zone->nr_scan_active = 0;
2307                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2308                 zone->nr_active = 0;
2309                 zone->nr_inactive = 0;
2310                 zap_zone_vm_stats(zone);
2311                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2312                 if (!size)
2313                         continue;
2314
2315                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2316                 ret = init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2317                 BUG_ON(ret);
2318                 zone_start_pfn += size;
2319         }
2320 }
2321
2322 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2323 {
2324         /* Skip empty nodes */
2325         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2326                 return;
2327
2328 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2329         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2330         if (!pgdat->node_mem_map) {
2331                 unsigned long size, start, end;
2332                 struct page *map;
2333
2334                 /*
2335                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER
2336                  * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
2337                  * for the buddy allocator to function correctly.
2338                  */
2339                 start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
2340                 end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
2341                 end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2342                 size =  (end - start) * sizeof(struct page);
2343                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2344                 if (!map)
2345                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2346                 pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start);
2347         }
2348 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2349         /*
2350          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2351          */
2352         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
2353                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2354 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2355                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
2356                         mem_map -= pgdat->node_start_pfn;
2357 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2358         }
2359 #endif
2360 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2361 }
2362
2363 void __meminit free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2364                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2365                 unsigned long *zholes_size)
2366 {
2367         pgdat->node_id = nid;
2368         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2369         calculate_node_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2370
2371         alloc_node_mem_map(pgdat);
2372
2373         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2374 }
2375
2376 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
2377 /**
2378  * add_active_range - Register a range of PFNs backed by physical memory
2379  * @nid: The node ID the range resides on
2380  * @start_pfn: The start PFN of the available physical memory
2381  * @end_pfn: The end PFN of the available physical memory
2382  *
2383  * These ranges are stored in an early_node_map[] and later used by
2384  * free_area_init_nodes() to calculate zone sizes and holes. If the
2385  * range spans a memory hole, it is up to the architecture to ensure
2386  * the memory is not freed by the bootmem allocator. If possible
2387  * the range being registered will be merged with existing ranges.
2388  */
2389 void __init add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
2390                                                 unsigned long end_pfn)
2391 {
2392         int i;
2393
2394         printk(KERN_DEBUG "Entering add_active_range(%d, %lu, %lu) "
2395                           "%d entries of %d used\n",
2396                           nid, start_pfn, end_pfn,
2397                           nr_nodemap_entries, MAX_ACTIVE_REGIONS);
2398
2399         /* Merge with existing active regions if possible */
2400         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++) {
2401                 if (early_node_map[i].nid != nid)
2402                         continue;
2403
2404                 /* Skip if an existing region covers this new one */
2405                 if (start_pfn >= early_node_map[i].start_pfn &&
2406                                 end_pfn <= early_node_map[i].end_pfn)
2407                         return;
2408
2409                 /* Merge forward if suitable */
2410                 if (start_pfn <= early_node_map[i].end_pfn &&
2411                                 end_pfn > early_node_map[i].end_pfn) {
2412                         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2413                         return;
2414                 }
2415
2416                 /* Merge backward if suitable */
2417                 if (start_pfn < early_node_map[i].end_pfn &&
2418                                 end_pfn >= early_node_map[i].start_pfn) {
2419                         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2420                         return;
2421                 }
2422         }
2423
2424         /* Check that early_node_map is large enough */
2425         if (i >= MAX_ACTIVE_REGIONS) {
2426                 printk(KERN_CRIT "More than %d memory regions, truncating\n",
2427                                                         MAX_ACTIVE_REGIONS);
2428                 return;
2429         }
2430
2431         early_node_map[i].nid = nid;
2432         early_node_map[i].start_pfn = start_pfn;
2433         early_node_map[i].end_pfn = end_pfn;
2434         nr_nodemap_entries = i + 1;
2435 }
2436
2437 /**
2438  * shrink_active_range - Shrink an existing registered range of PFNs
2439  * @nid: The node id the range is on that should be shrunk
2440  * @old_end_pfn: The old end PFN of the range
2441  * @new_end_pfn: The new PFN of the range
2442  *
2443  * i386 with NUMA use alloc_remap() to store a node_mem_map on a local node.
2444  * The map is kept at the end physical page range that has already been
2445  * registered with add_active_range(). This function allows an arch to shrink
2446  * an existing registered range.
2447  */
2448 void __init shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
2449                                                 unsigned long new_end_pfn)
2450 {
2451         int i;
2452
2453         /* Find the old active region end and shrink */
2454         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2455                 if (early_node_map[i].end_pfn == old_end_pfn) {
2456                         early_node_map[i].end_pfn = new_end_pfn;
2457                         break;
2458                 }
2459 }
2460
2461 /**
2462  * remove_all_active_ranges - Remove all currently registered regions
2463  * During discovery, it may be found that a table like SRAT is invalid
2464  * and an alternative discovery method must be used. This function removes
2465  * all currently registered regions.
2466  */
2467 void __init remove_all_active_ranges()
2468 {
2469         memset(early_node_map, 0, sizeof(early_node_map));
2470         nr_nodemap_entries = 0;
2471 }
2472
2473 /* Compare two active node_active_regions */
2474 static int __init cmp_node_active_region(const void *a, const void *b)
2475 {
2476         struct node_active_region *arange = (struct node_active_region *)a;
2477         struct node_active_region *brange = (struct node_active_region *)b;
2478
2479         /* Done this way to avoid overflows */
2480         if (arange->start_pfn > brange->start_pfn)
2481                 return 1;
2482         if (arange->start_pfn < brange->start_pfn)
2483                 return -1;
2484
2485         return 0;
2486 }
2487
2488 /* sort the node_map by start_pfn */
2489 static void __init sort_node_map(void)
2490 {
2491         sort(early_node_map, (size_t)nr_nodemap_entries,
2492                         sizeof(struct node_active_region),
2493                         cmp_node_active_region, NULL);
2494 }
2495
2496 /* Find the lowest pfn for a node. This depends on a sorted early_node_map */
2497 unsigned long __init find_min_pfn_for_node(unsigned long nid)
2498 {
2499         int i;
2500
2501         /* Assuming a sorted map, the first range found has the starting pfn */
2502         for_each_active_range_index_in_nid(i, nid)
2503                 return early_node_map[i].start_pfn;
2504
2505         printk(KERN_WARNING "Could not find start_pfn for node %lu\n", nid);
2506         return 0;
2507 }
2508
2509 /**
2510  * find_min_pfn_with_active_regions - Find the minimum PFN registered
2511  *
2512  * It returns the minimum PFN based on information provided via
2513  * add_active_range()
2514  */
2515 unsigned long __init find_min_pfn_with_active_regions(void)
2516 {
2517         return find_min_pfn_for_node(MAX_NUMNODES);
2518 }
2519
2520 /**
2521  * find_max_pfn_with_active_regions - Find the maximum PFN registered
2522  *
2523  * It returns the maximum PFN based on information provided via
2524  * add_active_range()
2525  */
2526 unsigned long __init find_max_pfn_with_active_regions(void)
2527 {
2528         int i;
2529         unsigned long max_pfn = 0;
2530
2531         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2532                 max_pfn = max(max_pfn, early_node_map[i].end_pfn);
2533
2534         return max_pfn;
2535 }
2536
2537 /**
2538  * free_area_init_nodes - Initialise all pg_data_t and zone data
2539  * @arch_max_dma_pfn: The maximum PFN usable for ZONE_DMA
2540  * @arch_max_dma32_pfn: The maximum PFN usable for ZONE_DMA32
2541  * @arch_max_low_pfn: The maximum PFN usable for ZONE_NORMAL
2542  * @arch_max_high_pfn: The maximum PFN usable for ZONE_HIGHMEM
2543  *
2544  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
2545  * Using the page ranges provided by add_active_range(), the size of each
2546  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
2547  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
2548  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
2549  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
2550  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
2551  * at arch_max_dma_pfn.
2552  */
2553 void __init free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn)
2554 {
2555         unsigned long nid;
2556         enum zone_type i;
2557
2558         /* Record where the zone boundaries are */
2559         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
2560                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
2561         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
2562                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
2563         arch_zone_lowest_possible_pfn[0] = find_min_pfn_with_active_regions();
2564         arch_zone_highest_possible_pfn[0] = max_zone_pfn[0];
2565         for (i = 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2566                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i] =
2567                         arch_zone_highest_possible_pfn[i-1];
2568                 arch_zone_highest_possible_pfn[i] =
2569                         max(max_zone_pfn[i], arch_zone_lowest_possible_pfn[i]);
2570         }
2571
2572         /* Regions in the early_node_map can be in any order */
2573         sort_node_map();
2574
2575         /* Print out the zone ranges */
2576         printk("Zone PFN ranges:\n");
2577         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
2578                 printk("  %-8s %8lu -> %8lu\n",
2579                                 zone_names[i],
2580                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[i],
2581                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i]);
2582
2583         /* Print out the early_node_map[] */
2584         printk("early_node_map[%d] active PFN ranges\n", nr_nodemap_entries);
2585         for (i = 0; i < nr_nodemap_entries; i++)
2586                 printk("  %3d: %8lu -> %8lu\n", early_node_map[i].nid,
2587                                                 early_node_map[i].start_pfn,
2588                                                 early_node_map[i].end_pfn);
2589
2590         /* Initialise every node */
2591         for_each_online_node(nid) {
2592                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2593                 free_area_init_node(nid, pgdat, NULL,
2594                                 find_min_pfn_for_node(nid), NULL);
2595         }
2596 }
2597 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
2598
2599 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2600 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2601 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2602
2603 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2604 #endif
2605
2606 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2607 {
2608         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2609                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2610 }
2611
2612 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2613 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2614                                  unsigned long action, void *hcpu)
2615 {
2616         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2617
2618         if (action == CPU_DEAD) {
2619                 local_irq_disable();
2620                 __drain_pages(cpu);
2621                 vm_events_fold_cpu(cpu);
2622                 local_irq_enable();
2623                 refresh_cpu_vm_stats(cpu);
2624         }
2625         return NOTIFY_OK;
2626 }
2627 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2628
2629 void __init page_alloc_init(void)
2630 {
2631         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2632 }
2633
2634 /*
2635  * calculate_totalreserve_pages - called when sysctl_lower_zone_reserve_ratio
2636  *      or min_free_kbytes changes.
2637  */
2638 static void calculate_totalreserve_pages(void)
2639 {
2640         struct pglist_data *pgdat;
2641         unsigned long reserve_pages = 0;
2642         enum zone_type i, j;
2643
2644         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2645                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
2646                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
2647                         unsigned long max = 0;
2648
2649                         /* Find valid and maximum lowmem_reserve in the zone */
2650                         for (j = i; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2651                                 if (zone->lowmem_reserve[j] > max)
2652                                         max = zone->lowmem_reserve[j];
2653                         }
2654
2655                         /* we treat pages_high as reserved pages. */
2656                         max += zone->pages_high;
2657
2658                         if (max > zone->present_pages)
2659                                 max = zone->present_pages;
2660                         reserve_pages += max;
2661                 }
2662         }
2663         totalreserve_pages = reserve_pages;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2668  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2669  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2670  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2671  */
2672 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2673 {
2674         struct pglist_data *pgdat;
2675         enum zone_type j, idx;
2676
2677         for_each_online_pgdat(pgdat) {
2678                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2679                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2680                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2681
2682                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2683
2684                         idx = j;
2685                         while (idx) {
2686                                 struct zone *lower_zone;
2687
2688                                 idx--;
2689
2690                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2691                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2692
2693                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2694                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2695                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2696                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2697                         }
2698                 }
2699         }
2700
2701         /* update totalreserve_pages */
2702         calculate_totalreserve_pages();
2703 }
2704
2705 /*
2706  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2707  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2708  *      with respect to min_free_kbytes.
2709  */
2710 void setup_per_zone_pages_min(void)
2711 {
2712         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2713         unsigned long lowmem_pages = 0;
2714         struct zone *zone;
2715         unsigned long flags;
2716
2717         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2718         for_each_zone(zone) {
2719                 if (!is_highmem(zone))
2720                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2721         }
2722
2723         for_each_zone(zone) {
2724                 u64 tmp;
2725
2726                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2727                 tmp = (u64)pages_min * zone->present_pages;
2728                 do_div(tmp, lowmem_pages);
2729                 if (is_highmem(zone)) {
2730                         /*
2731                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2732                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2733                          * value here.
2734                          *
2735                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2736                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2737                          * not be capped for highmem.
2738                          */
2739                         int min_pages;
2740
2741                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2742                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2743                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2744                         if (min_pages > 128)
2745                                 min_pages = 128;
2746                         zone->pages_min = min_pages;
2747                 } else {
2748                         /*
2749                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2750                          * proportionate to the zone's size.
2751                          */
2752                         zone->pages_min = tmp;
2753                 }
2754
2755                 zone->pages_low   = zone->pages_min + (tmp >> 2);
2756                 zone->pages_high  = zone->pages_min + (tmp >> 1);
2757                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2758         }
2759
2760         /* update totalreserve_pages */
2761         calculate_totalreserve_pages();
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Initialise min_free_kbytes.
2766  *
2767  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2768  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2769  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2770  *
2771  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2772  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2773  *
2774  * which yields
2775  *
2776  * 16MB:        512k
2777  * 32MB:        724k
2778  * 64MB:        1024k
2779  * 128MB:       1448k
2780  * 256MB:       2048k
2781  * 512MB:       2896k
2782  * 1024MB:      4096k
2783  * 2048MB:      5792k
2784  * 4096MB:      8192k
2785  * 8192MB:      11584k
2786  * 16384MB:     16384k
2787  */
2788 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2789 {
2790         unsigned long lowmem_kbytes;
2791
2792         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2793
2794         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2795         if (min_free_kbytes < 128)
2796                 min_free_kbytes = 128;
2797         if (min_free_kbytes > 65536)
2798                 min_free_kbytes = 65536;
2799         setup_per_zone_pages_min();
2800         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2801         return 0;
2802 }
2803 module_init(init_per_zone_pages_min)
2804
2805 /*
2806  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2807  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2808  *      changes.
2809  */
2810 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2811         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2812 {
2813         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2814         setup_per_zone_pages_min();
2815         return 0;
2816 }
2817
2818 #ifdef CONFIG_NUMA
2819 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2820         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2821 {
2822         struct zone *zone;
2823         int rc;
2824
2825         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2826         if (rc)
2827                 return rc;
2828
2829         for_each_zone(zone)
2830                 zone->min_unmapped_pages = (zone->present_pages *
2831                                 sysctl_min_unmapped_ratio) / 100;
2832         return 0;
2833 }
2834
2835 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2836         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2837 {
2838         struct zone *zone;
2839         int rc;
2840
2841         rc = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2842         if (rc)
2843                 return rc;
2844
2845         for_each_zone(zone)
2846                 zone->min_slab_pages = (zone->present_pages *
2847                                 sysctl_min_slab_ratio) / 100;
2848         return 0;
2849 }
2850 #endif
2851
2852 /*
2853  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2854  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2855  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2856  *
2857  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2858  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2859  * if in function of the boot time zone sizes.
2860  */
2861 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2862         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2863 {
2864         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2865         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2866         return 0;
2867 }
2868
2869 /*
2870  * percpu_pagelist_fraction - changes the pcp->high for each zone on each
2871  * cpu.  It is the fraction of total pages in each zone that a hot per cpu pagelist
2872  * can have before it gets flushed back to buddy allocator.
2873  */
2874
2875 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2876         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2877 {
2878         struct zone *zone;
2879         unsigned int cpu;
2880         int ret;
2881
2882         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2883         if (!write || (ret == -EINVAL))
2884                 return ret;
2885         for_each_zone(zone) {
2886                 for_each_online_cpu(cpu) {
2887                         unsigned long  high;
2888                         high = zone->present_pages / percpu_pagelist_fraction;
2889                         setup_pagelist_highmark(zone_pcp(zone, cpu), high);
2890                 }
2891         }
2892         return 0;
2893 }
2894
2895 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2896
2897 #ifdef CONFIG_NUMA
2898 static int __init set_hashdist(char *str)
2899 {
2900         if (!str)
2901                 return 0;
2902         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2903         return 1;
2904 }
2905 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2906 #endif
2907
2908 /*
2909  * allocate a large system hash table from bootmem
2910  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2911  *   quantity of entries
2912  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2913  */
2914 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2915                                      unsigned long bucketsize,
2916                                      unsigned long numentries,
2917                                      int scale,
2918                                      int flags,
2919                                      unsigned int *_hash_shift,
2920                                      unsigned int *_hash_mask,
2921                                      unsigned long limit)
2922 {
2923         unsigned long long max = limit;
2924         unsigned long log2qty, size;
2925         void *table = NULL;
2926
2927         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2928         if (!numentries) {
2929                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2930                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2931                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2932                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2933                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2934
2935                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2936                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2937                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2938                 else
2939                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2940         }
2941         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2942
2943         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2944         if (max == 0) {
2945                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2946                 do_div(max, bucketsize);
2947         }
2948
2949         if (numentries > max)
2950                 numentries = max;
2951
2952         log2qty = long_log2(numentries);
2953
2954         do {
2955                 size = bucketsize << log2qty;
2956                 if (flags & HASH_EARLY)
2957                         table = alloc_bootmem(size);
2958                 else if (hashdist)
2959                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2960                 else {
2961                         unsigned long order;
2962                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2963                                 ;
2964                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2965                 }
2966         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2967
2968         if (!table)
2969                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2970
2971         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2972                tablename,
2973                (1U << log2qty),
2974                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2975                size);
2976
2977         if (_hash_shift)
2978                 *_hash_shift = log2qty;
2979         if (_hash_mask)
2980                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2981
2982         return table;
2983 }
2984
2985 #ifdef CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE
2986 struct page *pfn_to_page(unsigned long pfn)
2987 {
2988         return __pfn_to_page(pfn);
2989 }
2990 unsigned long page_to_pfn(struct page *page)
2991 {
2992         return __page_to_pfn(page);
2993 }
2994 EXPORT_SYMBOL(pfn_to_page);
2995 EXPORT_SYMBOL(page_to_pfn);
2996 #endif /* CONFIG_OUT_OF_LINE_PFN_TO_PAGE */