mm/swap.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/swap.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
   5  */
   6
   7 /*
   8  * This file contains the default values for the operation of the
   9  * Linux VM subsystem. Fine-tuning documentation can be found in
  10  * Documentation/sysctl/vm.txt.
  11  * Started 18.12.91
  12  * Swap aging added 23.2.95, Stephen Tweedie.
  13  * Buffermem limits added 12.3.98, Rik van Riel.
  14  */
  15
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/sched.h>
  18 #include <linux/kernel_stat.h>
  19 #include <linux/swap.h>
  20 #include <linux/mman.h>
  21 #include <linux/pagemap.h>
  22 #include <linux/pagevec.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/export.h>
  25 #include <linux/mm_inline.h>
  26 #include <linux/percpu_counter.h>
  27 #include <linux/memremap.h>
  28 #include <linux/percpu.h>
  29 #include <linux/cpu.h>
  30 #include <linux/notifier.h>
  31 #include <linux/backing-dev.h>
  32 #include <linux/memremap.h>
  33 #include <linux/memcontrol.h>
  34 #include <linux/gfp.h>
  35 #include <linux/uio.h>
  36 #include <linux/hugetlb.h>
  37 #include <linux/page_idle.h>
  38
  39 #include "internal.h"
  40
  41 #define CREATE_TRACE_POINTS
  42 #include <trace/events/pagemap.h>
  43
  44 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
  45 int page_cluster;
  46
  47 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_pvec);
  48 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_rotate_pvecs);
  49 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_deactivate_file_pvecs);
  50 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_lazyfree_pvecs);
  51 #ifdef CONFIG_SMP
  52 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, activate_page_pvecs);
  53 #endif
  54
  55 /*
  56  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
  57  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
  58  */
  59 static void __page_cache_release(struct page *page)
  60 {
  61         if (PageLRU(page)) {
  62                 struct zone *zone = page_zone(page);
  63                 struct lruvec *lruvec;
  64                 unsigned long flags;
  65
  66                 spin_lock_irqsave(zone_lru_lock(zone), flags);
  67                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
  68                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
  69                 __ClearPageLRU(page);
  70                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
  71                 spin_unlock_irqrestore(zone_lru_lock(zone), flags);
  72         }
  73         __ClearPageWaiters(page);
  74         mem_cgroup_uncharge(page);
  75 }
  76
  77 static void __put_single_page(struct page *page)
  78 {
  79         __page_cache_release(page);
  80         free_unref_page(page);
  81 }
  82
  83 static void __put_compound_page(struct page *page)
  84 {
  85         compound_page_dtor *dtor;
  86
  87         /*
  88          * __page_cache_release() is supposed to be called for thp, not for
  89          * hugetlb. This is because hugetlb page does never have PageLRU set
  90          * (it's never listed to any LRU lists) and no memcg routines should
  91          * be called for hugetlb (it has a separate hugetlb_cgroup.)
  92          */
  93         if (!PageHuge(page))
  94                 __page_cache_release(page);
  95         dtor = get_compound_page_dtor(page);
  96         (*dtor)(page);
  97 }
  98
  99 void __put_page(struct page *page)
 100 {
 101         if (is_zone_device_page(page)) {
 102                 put_dev_pagemap(page->pgmap);
 103
 104                 /*
 105                  * The page belongs to the device that created pgmap. Do
 106                  * not return it to page allocator.
 107                  */
 108                 return;
 109         }
 110
 111         if (unlikely(PageCompound(page)))
 112                 __put_compound_page(page);
 113         else
 114                 __put_single_page(page);
 115 }
 116 EXPORT_SYMBOL(__put_page);
 117
 118 /**
 119  * put_pages_list() - release a list of pages
 120  * @pages: list of pages threaded on page->lru
 121  *
 122  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
 123  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
 124  */
 125 void put_pages_list(struct list_head *pages)
 126 {
 127         while (!list_empty(pages)) {
 128                 struct page *victim;
 129
 130                 victim = list_entry(pages->prev, struct page, lru);
 131                 list_del(&victim->lru);
 132                 put_page(victim);
 133         }
 134 }
 135 EXPORT_SYMBOL(put_pages_list);
 136
 137 /*
 138  * get_kernel_pages() - pin kernel pages in memory
 139  * @kiov:       An array of struct kvec structures
 140  * @nr_segs:    number of segments to pin
 141  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
 142  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
 143  *              Should be at least nr_segs long.
 144  *
 145  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
 146  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
 147  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
 148  * with a put_page() call when it is finished with.
 149  */
 150 int get_kernel_pages(const struct kvec *kiov, int nr_segs, int write,
 151                 struct page **pages)
 152 {
 153         int seg;
 154
 155         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
 156                 if (WARN_ON(kiov[seg].iov_len != PAGE_SIZE))
 157                         return seg;
 158
 159                 pages[seg] = kmap_to_page(kiov[seg].iov_base);
 160                 get_page(pages[seg]);
 161         }
 162
 163         return seg;
 164 }
 165 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_pages);
 166
 167 /*
 168  * get_kernel_page() - pin a kernel page in memory
 169  * @start:      starting kernel address
 170  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
 171  * @pages:      array that receives pointer to the page pinned.
 172  *              Must be at least nr_segs long.
 173  *
 174  * Returns 1 if page is pinned. If the page was not pinned, returns
 175  * -errno. The page returned must be released with a put_page() call
 176  * when it is finished with.
 177  */
 178 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages)
 179 {
 180         const struct kvec kiov = {
 181                 .iov_base = (void *)start,
 182                 .iov_len = PAGE_SIZE
 183         };
 184
 185         return get_kernel_pages(&kiov, 1, write, pages);
 186 }
 187 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_page);
 188
 189 static void pagevec_lru_move_fn(struct pagevec *pvec,
 190         void (*move_fn)(struct page *page, struct lruvec *lruvec, void *arg),
 191         void *arg)
 192 {
 193         int i;
 194         struct pglist_data *pgdat = NULL;
 195         struct lruvec *lruvec;
 196         unsigned long flags = 0;
 197
 198         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 199                 struct page *page = pvec->pages[i];
 200                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
 201
 202                 if (pagepgdat != pgdat) {
 203                         if (pgdat)
 204                                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
 205                         pgdat = pagepgdat;
 206                         spin_lock_irqsave(&pgdat->lru_lock, flags);
 207                 }
 208
 209                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
 210                 (*move_fn)(page, lruvec, arg);
 211         }
 212         if (pgdat)
 213                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
 214         release_pages(pvec->pages, pvec->nr);
 215         pagevec_reinit(pvec);
 216 }
 217
 218 static void pagevec_move_tail_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 219                                  void *arg)
 220 {
 221         int *pgmoved = arg;
 222
 223         if (PageLRU(page) && !PageUnevictable(page)) {
 224                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
 225                 ClearPageActive(page);
 226                 add_page_to_lru_list_tail(page, lruvec, page_lru(page));
 227                 (*pgmoved)++;
 228         }
 229 }
 230
 231 /*
 232  * pagevec_move_tail() must be called with IRQ disabled.
 233  * Otherwise this may cause nasty races.
 234  */
 235 static void pagevec_move_tail(struct pagevec *pvec)
 236 {
 237         int pgmoved = 0;
 238
 239         pagevec_lru_move_fn(pvec, pagevec_move_tail_fn, &pgmoved);
 240         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
 241 }
 242
 243 /*
 244  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
 245  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
 246  * inactive list.
 247  */
 248 void rotate_reclaimable_page(struct page *page)
 249 {
 250         if (!PageLocked(page) && !PageDirty(page) &&
 251             !PageUnevictable(page) && PageLRU(page)) {
 252                 struct pagevec *pvec;
 253                 unsigned long flags;
 254
 255                 get_page(page);
 256                 local_irq_save(flags);
 257                 pvec = this_cpu_ptr(&lru_rotate_pvecs);
 258                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 259                         pagevec_move_tail(pvec);
 260                 local_irq_restore(flags);
 261         }
 262 }
 263
 264 static void update_page_reclaim_stat(struct lruvec *lruvec,
 265                                      int file, int rotated)
 266 {
 267         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
 268
 269         reclaim_stat->recent_scanned[file]++;
 270         if (rotated)
 271                 reclaim_stat->recent_rotated[file]++;
 272 }
 273
 274 static void __activate_page(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 275                             void *arg)
 276 {
 277         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 278                 int file = page_is_file_cache(page);
 279                 int lru = page_lru_base_type(page);
 280
 281                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
 282                 SetPageActive(page);
 283                 lru += LRU_ACTIVE;
 284                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 285                 trace_mm_lru_activate(page);
 286
 287                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
 288                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 1);
 289         }
 290 }
 291
 292 #ifdef CONFIG_SMP
 293 static void activate_page_drain(int cpu)
 294 {
 295         struct pagevec *pvec = &per_cpu(activate_page_pvecs, cpu);
 296
 297         if (pagevec_count(pvec))
 298                 pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
 299 }
 300
 301 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
 302 {
 303         return pagevec_count(&per_cpu(activate_page_pvecs, cpu)) != 0;
 304 }
 305
 306 void activate_page(struct page *page)
 307 {
 308         page = compound_head(page);
 309         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 310                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(activate_page_pvecs);
 311
 312                 get_page(page);
 313                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 314                         pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
 315                 put_cpu_var(activate_page_pvecs);
 316         }
 317 }
 318
 319 #else
 320 static inline void activate_page_drain(int cpu)
 321 {
 322 }
 323
 324 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
 325 {
 326         return false;
 327 }
 328
 329 void activate_page(struct page *page)
 330 {
 331         struct zone *zone = page_zone(page);
 332
 333         page = compound_head(page);
 334         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
 335         __activate_page(page, mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat), NULL);
 336         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 337 }
 338 #endif
 339
 340 static void __lru_cache_activate_page(struct page *page)
 341 {
 342         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
 343         int i;
 344
 345         /*
 346          * Search backwards on the optimistic assumption that the page being
 347          * activated has just been added to this pagevec. Note that only
 348          * the local pagevec is examined as a !PageLRU page could be in the
 349          * process of being released, reclaimed, migrated or on a remote
 350          * pagevec that is currently being drained. Furthermore, marking
 351          * a remote pagevec's page PageActive potentially hits a race where
 352          * a page is marked PageActive just after it is added to the inactive
 353          * list causing accounting errors and BUG_ON checks to trigger.
 354          */
 355         for (i = pagevec_count(pvec) - 1; i >= 0; i--) {
 356                 struct page *pagevec_page = pvec->pages[i];
 357
 358                 if (pagevec_page == page) {
 359                         SetPageActive(page);
 360                         break;
 361                 }
 362         }
 363
 364         put_cpu_var(lru_add_pvec);
 365 }
 366
 367 /*
 368  * Mark a page as having seen activity.
 369  *
 370  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
 371  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
 372  * active,unreferenced          ->      active,referenced
 373  *
 374  * When a newly allocated page is not yet visible, so safe for non-atomic ops,
 375  * __SetPageReferenced(page) may be substituted for mark_page_accessed(page).
 376  */
 377 void mark_page_accessed(struct page *page)
 378 {
 379         page = compound_head(page);
 380         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
 381                         PageReferenced(page)) {
 382
 383                 /*
 384                  * If the page is on the LRU, queue it for activation via
 385                  * activate_page_pvecs. Otherwise, assume the page is on a
 386                  * pagevec, mark it active and it'll be moved to the active
 387                  * LRU on the next drain.
 388                  */
 389                 if (PageLRU(page))
 390                         activate_page(page);
 391                 else
 392                         __lru_cache_activate_page(page);
 393                 ClearPageReferenced(page);
 394                 if (page_is_file_cache(page))
 395                         workingset_activation(page);
 396         } else if (!PageReferenced(page)) {
 397                 SetPageReferenced(page);
 398         }
 399         if (page_is_idle(page))
 400                 clear_page_idle(page);
 401 }
 402 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
 403
 404 static void __lru_cache_add(struct page *page)
 405 {
 406         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
 407
 408         get_page(page);
 409         if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 410                 __pagevec_lru_add(pvec);
 411         put_cpu_var(lru_add_pvec);
 412 }
 413
 414 /**
 415  * lru_cache_add_anon - add a page to the page lists
 416  * @page: the page to add
 417  */
 418 void lru_cache_add_anon(struct page *page)
 419 {
 420         if (PageActive(page))
 421                 ClearPageActive(page);
 422         __lru_cache_add(page);
 423 }
 424
 425 void lru_cache_add_file(struct page *page)
 426 {
 427         if (PageActive(page))
 428                 ClearPageActive(page);
 429         __lru_cache_add(page);
 430 }
 431 EXPORT_SYMBOL(lru_cache_add_file);
 432
 433 /**
 434  * lru_cache_add - add a page to a page list
 435  * @page: the page to be added to the LRU.
 436  *
 437  * Queue the page for addition to the LRU via pagevec. The decision on whether
 438  * to add the page to the [in]active [file|anon] list is deferred until the
 439  * pagevec is drained. This gives a chance for the caller of lru_cache_add()
 440  * have the page added to the active list using mark_page_accessed().
 441  */
 442 void lru_cache_add(struct page *page)
 443 {
 444         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page) && PageUnevictable(page), page);
 445         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 446         __lru_cache_add(page);
 447 }
 448
 449 /**
 450  * lru_cache_add_active_or_unevictable
 451  * @page:  the page to be added to LRU
 452  * @vma:   vma in which page is mapped for determining reclaimability
 453  *
 454  * Place @page on the active or unevictable LRU list, depending on its
 455  * evictability.  Note that if the page is not evictable, it goes
 456  * directly back onto it's zone's unevictable list, it does NOT use a
 457  * per cpu pagevec.
 458  */
 459 void lru_cache_add_active_or_unevictable(struct page *page,
 460                                          struct vm_area_struct *vma)
 461 {
 462         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 463
 464         if (likely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED | VM_SPECIAL)) != VM_LOCKED))
 465                 SetPageActive(page);
 466         else if (!TestSetPageMlocked(page)) {
 467                 /*
 468                  * We use the irq-unsafe __mod_zone_page_stat because this
 469                  * counter is not modified from interrupt context, and the pte
 470                  * lock is held(spinlock), which implies preemption disabled.
 471                  */
 472                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
 473                                     hpage_nr_pages(page));
 474                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
 475         }
 476         lru_cache_add(page);
 477 }
 478
 479 /*
 480  * If the page can not be invalidated, it is moved to the
 481  * inactive list to speed up its reclaim.  It is moved to the
 482  * head of the list, rather than the tail, to give the flusher
 483  * threads some time to write it out, as this is much more
 484  * effective than the single-page writeout from reclaim.
 485  *
 486  * If the page isn't page_mapped and dirty/writeback, the page
 487  * could reclaim asap using PG_reclaim.
 488  *
 489  * 1. active, mapped page -> none
 490  * 2. active, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
 491  * 3. inactive, mapped page -> none
 492  * 4. inactive, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
 493  * 5. inactive, clean -> inactive, tail
 494  * 6. Others -> none
 495  *
 496  * In 4, why it moves inactive's head, the VM expects the page would
 497  * be write it out by flusher threads as this is much more effective
 498  * than the single-page writeout from reclaim.
 499  */
 500 static void lru_deactivate_file_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 501                               void *arg)
 502 {
 503         int lru, file;
 504         bool active;
 505
 506         if (!PageLRU(page))
 507                 return;
 508
 509         if (PageUnevictable(page))
 510                 return;
 511
 512         /* Some processes are using the page */
 513         if (page_mapped(page))
 514                 return;
 515
 516         active = PageActive(page);
 517         file = page_is_file_cache(page);
 518         lru = page_lru_base_type(page);
 519
 520         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + active);
 521         ClearPageActive(page);
 522         ClearPageReferenced(page);
 523         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 524
 525         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page)) {
 526                 /*
 527                  * PG_reclaim could be raced with end_page_writeback
 528                  * It can make readahead confusing.  But race window
 529                  * is _really_ small and  it's non-critical problem.
 530                  */
 531                 SetPageReclaim(page);
 532         } else {
 533                 /*
 534                  * The page's writeback ends up during pagevec
 535                  * We moves tha page into tail of inactive.
 536                  */
 537                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
 538                 __count_vm_event(PGROTATED);
 539         }
 540
 541         if (active)
 542                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
 543         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
 544 }
 545
 546
 547 static void lru_lazyfree_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 548                             void *arg)
 549 {
 550         if (PageLRU(page) && PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
 551             !PageSwapCache(page) && !PageUnevictable(page)) {
 552                 bool active = PageActive(page);
 553
 554                 del_page_from_lru_list(page, lruvec,
 555                                        LRU_INACTIVE_ANON + active);
 556                 ClearPageActive(page);
 557                 ClearPageReferenced(page);
 558                 /*
 559                  * lazyfree pages are clean anonymous pages. They have
 560                  * SwapBacked flag cleared to distinguish normal anonymous
 561                  * pages
 562                  */
 563                 ClearPageSwapBacked(page);
 564                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
 565
 566                 __count_vm_events(PGLAZYFREE, hpage_nr_pages(page));
 567                 count_memcg_page_event(page, PGLAZYFREE);
 568                 update_page_reclaim_stat(lruvec, 1, 0);
 569         }
 570 }
 571
 572 /*
 573  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
 574  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
 575  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
 576  */
 577 void lru_add_drain_cpu(int cpu)
 578 {
 579         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvec, cpu);
 580
 581         if (pagevec_count(pvec))
 582                 __pagevec_lru_add(pvec);
 583
 584         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
 585         if (pagevec_count(pvec)) {
 586                 unsigned long flags;
 587
 588                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
 589                 local_irq_save(flags);
 590                 pagevec_move_tail(pvec);
 591                 local_irq_restore(flags);
 592         }
 593
 594         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu);
 595         if (pagevec_count(pvec))
 596                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
 597
 598         pvec = &per_cpu(lru_lazyfree_pvecs, cpu);
 599         if (pagevec_count(pvec))
 600                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_lazyfree_fn, NULL);
 601
 602         activate_page_drain(cpu);
 603 }
 604
 605 /**
 606  * deactivate_file_page - forcefully deactivate a file page
 607  * @page: page to deactivate
 608  *
 609  * This function hints the VM that @page is a good reclaim candidate,
 610  * for example if its invalidation fails due to the page being dirty
 611  * or under writeback.
 612  */
 613 void deactivate_file_page(struct page *page)
 614 {
 615         /*
 616          * In a workload with many unevictable page such as mprotect,
 617          * unevictable page deactivation for accelerating reclaim is pointless.
 618          */
 619         if (PageUnevictable(page))
 620                 return;
 621
 622         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
 623                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
 624
 625                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 626                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
 627                 put_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
 628         }
 629 }
 630
 631 /**
 632  * mark_page_lazyfree - make an anon page lazyfree
 633  * @page: page to deactivate
 634  *
 635  * mark_page_lazyfree() moves @page to the inactive file list.
 636  * This is done to accelerate the reclaim of @page.
 637  */
 638 void mark_page_lazyfree(struct page *page)
 639 {
 640         if (PageLRU(page) && PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
 641             !PageSwapCache(page) && !PageUnevictable(page)) {
 642                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_lazyfree_pvecs);
 643
 644                 get_page(page);
 645                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 646                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_lazyfree_fn, NULL);
 647                 put_cpu_var(lru_lazyfree_pvecs);
 648         }
 649 }
 650
 651 void lru_add_drain(void)
 652 {
 653         lru_add_drain_cpu(get_cpu());
 654         put_cpu();
 655 }
 656
 657 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
 658 {
 659         lru_add_drain();
 660 }
 661
 662 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, lru_add_drain_work);
 663
 664 /*
 665  * Doesn't need any cpu hotplug locking because we do rely on per-cpu
 666  * kworkers being shut down before our page_alloc_cpu_dead callback is
 667  * executed on the offlined cpu.
 668  * Calling this function with cpu hotplug locks held can actually lead
 669  * to obscure indirect dependencies via WQ context.
 670  */
 671 void lru_add_drain_all(void)
 672 {
 673         static DEFINE_MUTEX(lock);
 674         static struct cpumask has_work;
 675         int cpu;
 676
 677         /*
 678          * Make sure nobody triggers this path before mm_percpu_wq is fully
 679          * initialized.
 680          */
 681         if (WARN_ON(!mm_percpu_wq))
 682                 return;
 683
 684         mutex_lock(&lock);
 685         cpumask_clear(&has_work);
 686
 687         for_each_online_cpu(cpu) {
 688                 struct work_struct *work = &per_cpu(lru_add_drain_work, cpu);
 689
 690                 if (pagevec_count(&per_cpu(lru_add_pvec, cpu)) ||
 691                     pagevec_count(&per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu)) ||
 692                     pagevec_count(&per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu)) ||
 693                     pagevec_count(&per_cpu(lru_lazyfree_pvecs, cpu)) ||
 694                     need_activate_page_drain(cpu)) {
 695                         INIT_WORK(work, lru_add_drain_per_cpu);
 696                         queue_work_on(cpu, mm_percpu_wq, work);
 697                         cpumask_set_cpu(cpu, &has_work);
 698                 }
 699         }
 700
 701         for_each_cpu(cpu, &has_work)
 702                 flush_work(&per_cpu(lru_add_drain_work, cpu));
 703
 704         mutex_unlock(&lock);
 705 }
 706
 707 /**
 708  * release_pages - batched put_page()
 709  * @pages: array of pages to release
 710  * @nr: number of pages
 711  *
 712  * Decrement the reference count on all the pages in @pages.  If it
 713  * fell to zero, remove the page from the LRU and free it.
 714  */
 715 void release_pages(struct page **pages, int nr)
 716 {
 717         int i;
 718         LIST_HEAD(pages_to_free);
 719         struct pglist_data *locked_pgdat = NULL;
 720         struct lruvec *lruvec;
 721         unsigned long uninitialized_var(flags);
 722         unsigned int uninitialized_var(lock_batch);
 723
 724         for (i = 0; i < nr; i++) {
 725                 struct page *page = pages[i];
 726
 727                 /*
 728                  * Make sure the IRQ-safe lock-holding time does not get
 729                  * excessive with a continuous string of pages from the
 730                  * same pgdat. The lock is held only if pgdat != NULL.
 731                  */
 732                 if (locked_pgdat && ++lock_batch == SWAP_CLUSTER_MAX) {
 733                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 734                         locked_pgdat = NULL;
 735                 }
 736
 737                 if (is_huge_zero_page(page))
 738                         continue;
 739
 740                 /* Device public page can not be huge page */
 741                 if (is_device_public_page(page)) {
 742                         if (locked_pgdat) {
 743                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
 744                                                        flags);
 745                                 locked_pgdat = NULL;
 746                         }
 747                         put_devmap_managed_page(page);
 748                         continue;
 749                 }
 750
 751                 page = compound_head(page);
 752                 if (!put_page_testzero(page))
 753                         continue;
 754
 755                 if (PageCompound(page)) {
 756                         if (locked_pgdat) {
 757                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 758                                 locked_pgdat = NULL;
 759                         }
 760                         __put_compound_page(page);
 761                         continue;
 762                 }
 763
 764                 if (PageLRU(page)) {
 765                         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
 766
 767                         if (pgdat != locked_pgdat) {
 768                                 if (locked_pgdat)
 769                                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
 770                                                                         flags);
 771                                 lock_batch = 0;
 772                                 locked_pgdat = pgdat;
 773                                 spin_lock_irqsave(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 774                         }
 775
 776                         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, locked_pgdat);
 777                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
 778                         __ClearPageLRU(page);
 779                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
 780                 }
 781
 782                 /* Clear Active bit in case of parallel mark_page_accessed */
 783                 __ClearPageActive(page);
 784                 __ClearPageWaiters(page);
 785
 786                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
 787         }
 788         if (locked_pgdat)
 789                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 790
 791         mem_cgroup_uncharge_list(&pages_to_free);
 792         free_unref_page_list(&pages_to_free);
 793 }
 794 EXPORT_SYMBOL(release_pages);
 795
 796 /*
 797  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
 798  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
 799  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
 800  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
 801  *
 802  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
 803  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
 804  * mutual recursion.
 805  */
 806 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
 807 {
 808         if (!pvec->percpu_pvec_drained) {
 809                 lru_add_drain();
 810                 pvec->percpu_pvec_drained = true;
 811         }
 812         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec));
 813         pagevec_reinit(pvec);
 814 }
 815 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
 816
 817 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 818 /* used by __split_huge_page_refcount() */
 819 void lru_add_page_tail(struct page *page, struct page *page_tail,
 820                        struct lruvec *lruvec, struct list_head *list)
 821 {
 822         const int file = 0;
 823
 824         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
 825         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page_tail), page);
 826         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page_tail), page);
 827         VM_BUG_ON(NR_CPUS != 1 &&
 828                   !spin_is_locked(&lruvec_pgdat(lruvec)->lru_lock));
 829
 830         if (!list)
 831                 SetPageLRU(page_tail);
 832
 833         if (likely(PageLRU(page)))
 834                 list_add_tail(&page_tail->lru, &page->lru);
 835         else if (list) {
 836                 /* page reclaim is reclaiming a huge page */
 837                 get_page(page_tail);
 838                 list_add_tail(&page_tail->lru, list);
 839         } else {
 840                 struct list_head *list_head;
 841                 /*
 842                  * Head page has not yet been counted, as an hpage,
 843                  * so we must account for each subpage individually.
 844                  *
 845                  * Use the standard add function to put page_tail on the list,
 846                  * but then correct its position so they all end up in order.
 847                  */
 848                 add_page_to_lru_list(page_tail, lruvec, page_lru(page_tail));
 849                 list_head = page_tail->lru.prev;
 850                 list_move_tail(&page_tail->lru, list_head);
 851         }
 852
 853         if (!PageUnevictable(page))
 854                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, PageActive(page_tail));
 855 }
 856 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 857
 858 static void __pagevec_lru_add_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 859                                  void *arg)
 860 {
 861         enum lru_list lru;
 862         int was_unevictable = TestClearPageUnevictable(page);
 863
 864         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 865
 866         SetPageLRU(page);
 867         /*
 868          * Page becomes evictable in two ways:
 869          * 1) Within LRU lock [munlock_vma_pages() and __munlock_pagevec()].
 870          * 2) Before acquiring LRU lock to put the page to correct LRU and then
 871          *   a) do PageLRU check with lock [check_move_unevictable_pages]
 872          *   b) do PageLRU check before lock [clear_page_mlock]
 873          *
 874          * (1) & (2a) are ok as LRU lock will serialize them. For (2b), we need
 875          * following strict ordering:
 876          *
 877          * #0: __pagevec_lru_add_fn             #1: clear_page_mlock
 878          *
 879          * SetPageLRU()                         TestClearPageMlocked()
 880          * smp_mb() // explicit ordering        // above provides strict
 881          *                                      // ordering
 882          * PageMlocked()                        PageLRU()
 883          *
 884          *
 885          * if '#1' does not observe setting of PG_lru by '#0' and fails
 886          * isolation, the explicit barrier will make sure that page_evictable
 887          * check will put the page in correct LRU. Without smp_mb(), SetPageLRU
 888          * can be reordered after PageMlocked check and can make '#1' to fail
 889          * the isolation of the page whose Mlocked bit is cleared (#0 is also
 890          * looking at the same page) and the evictable page will be stranded
 891          * in an unevictable LRU.
 892          */
 893         smp_mb();
 894
 895         if (page_evictable(page)) {
 896                 lru = page_lru(page);
 897                 update_page_reclaim_stat(lruvec, page_is_file_cache(page),
 898                                          PageActive(page));
 899                 if (was_unevictable)
 900                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
 901         } else {
 902                 lru = LRU_UNEVICTABLE;
 903                 ClearPageActive(page);
 904                 SetPageUnevictable(page);
 905                 if (!was_unevictable)
 906                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
 907         }
 908
 909         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 910         trace_mm_lru_insertion(page, lru);
 911 }
 912
 913 /*
 914  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
 915  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
 916  */
 917 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
 918 {
 919         pagevec_lru_move_fn(pvec, __pagevec_lru_add_fn, NULL);
 920 }
 921 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
 922
 923 /**
 924  * pagevec_lookup_entries - gang pagecache lookup
 925  * @pvec:       Where the resulting entries are placed
 926  * @mapping:    The address_space to search
 927  * @start:      The starting entry index
 928  * @nr_entries: The maximum number of pages
 929  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @pvec
 930  *
 931  * pagevec_lookup_entries() will search for and return a group of up
 932  * to @nr_pages pages and shadow entries in the mapping.  All
 933  * entries are placed in @pvec.  pagevec_lookup_entries() takes a
 934  * reference against actual pages in @pvec.
 935  *
 936  * The search returns a group of mapping-contiguous entries with
 937  * ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
 938  * not-present entries.
 939  *
 940  * pagevec_lookup_entries() returns the number of entries which were
 941  * found.
 942  */
 943 unsigned pagevec_lookup_entries(struct pagevec *pvec,
 944                                 struct address_space *mapping,
 945                                 pgoff_t start, unsigned nr_entries,
 946                                 pgoff_t *indices)
 947 {
 948         pvec->nr = find_get_entries(mapping, start, nr_entries,
 949                                     pvec->pages, indices);
 950         return pagevec_count(pvec);
 951 }
 952
 953 /**
 954  * pagevec_remove_exceptionals - pagevec exceptionals pruning
 955  * @pvec:       The pagevec to prune
 956  *
 957  * pagevec_lookup_entries() fills both pages and exceptional radix
 958  * tree entries into the pagevec.  This function prunes all
 959  * exceptionals from @pvec without leaving holes, so that it can be
 960  * passed on to page-only pagevec operations.
 961  */
 962 void pagevec_remove_exceptionals(struct pagevec *pvec)
 963 {
 964         int i, j;
 965
 966         for (i = 0, j = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 967                 struct page *page = pvec->pages[i];
 968                 if (!radix_tree_exceptional_entry(page))
 969                         pvec->pages[j++] = page;
 970         }
 971         pvec->nr = j;
 972 }
 973
 974 /**
 975  * pagevec_lookup_range - gang pagecache lookup
 976  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
 977  * @mapping:    The address_space to search
 978  * @start:      The starting page index
 979  * @end:        The final page index
 980  *
 981  * pagevec_lookup_range() will search for & return a group of up to PAGEVEC_SIZE
 982  * pages in the mapping starting from index @start and upto index @end
 983  * (inclusive).  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
 984  * reference against the pages in @pvec.
 985  *
 986  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
 987  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages. We
 988  * also update @start to index the next page for the traversal.
 989  *
 990  * pagevec_lookup_range() returns the number of pages which were found. If this
 991  * number is smaller than PAGEVEC_SIZE, the end of specified range has been
 992  * reached.
 993  */
 994 unsigned pagevec_lookup_range(struct pagevec *pvec,
 995                 struct address_space *mapping, pgoff_t *start, pgoff_t end)
 996 {
 997         pvec->nr = find_get_pages_range(mapping, start, end, PAGEVEC_SIZE,
 998                                         pvec->pages);
 999         return pagevec_count(pvec);
1000 }
1001 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range);
1002
1003 unsigned pagevec_lookup_range_tag(struct pagevec *pvec,
1004                 struct address_space *mapping, pgoff_t *index, pgoff_t end,
1005                 int tag)
1006 {
1007         pvec->nr = find_get_pages_range_tag(mapping, index, end, tag,
1008                                         PAGEVEC_SIZE, pvec->pages);
1009         return pagevec_count(pvec);
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range_tag);
1012
1013 unsigned pagevec_lookup_range_nr_tag(struct pagevec *pvec,
1014                 struct address_space *mapping, pgoff_t *index, pgoff_t end,
1015                 int tag, unsigned max_pages)
1016 {
1017         pvec->nr = find_get_pages_range_tag(mapping, index, end, tag,
1018                 min_t(unsigned int, max_pages, PAGEVEC_SIZE), pvec->pages);
1019         return pagevec_count(pvec);
1020 }
1021 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range_nr_tag);
1022 /*
1023  * Perform any setup for the swap system
1024  */
1025 void __init swap_setup(void)
1026 {
1027         unsigned long megs = totalram_pages >> (20 - PAGE_SHIFT);
1028
1029         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
1030         if (megs < 16)
1031                 page_cluster = 2;
1032         else
1033                 page_cluster = 3;
1034         /*
1035          * Right now other parts of the system means that we
1036          * _really_ don't want to cluster much more
1037          */
1038 }