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