Merge branch 'upstream' of git://git.linux-mips.org/ralf/upstream-linus

Pull MIPS updates from Ralf Baechle:
 "The lion share of this pull request are fixes for clk-related breakage
  caused by other changes during this merge window.  For some platforms
  the fix was as simple as selecting HAVE_CLK, for others like the
  Loongson 2 significant restructuring was required.

  The remainder are changes required to get the Lantiq code to work
  again."

* 'upstream' of git://git.linux-mips.org/pub/scm/ralf/upstream-linus:
  MIPS: Loongson 2: Sort out clock managment.
  MIPS: Loongson 1: more clk support and add select HAVE_CLK
  MIPS: txx9: Fix redefinition of clk_* by adding select HAVE_CLK
  MIPS: BCM63xx: Fix redefinition of clk_* by adding select HAVE_CLK
  MIPS: AR7: Fix redefinition of clk_* by adding select HAVE_CLK
  MIPS: Lantiq: Platform specific CLK fixup
  MIPS: Lantiq: Add device_tree_init function
  MIPS: Lantiq: Fix interface clock and PCI control register offset

Merge branch 'for-linus-3.6-rc1' of git://git./linux/kernel/git/rw/uml

Pull UML fixes from Richard Weinberger:
 "This patch set contains mostly fixes and cleanups.  The UML tty driver
  uses now tty_port and is no longer broken like hell  :-)"

* 'for-linus-3.6-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rw/uml:
  um: Add arch/x86/um to MAINTAINERS
  um: pass siginfo to guest process
  um: fix ubd_file_size for read-only files
  um: pull interrupt_end() into userspace()
  um: split syscall_trace(), pass pt_regs to it
  um: switch UPT_SET_RETURN_VALUE and regs_return_value to pt_regs
  um: set BLK_CGROUP=y in defconfig
  um: remove count_lock
  um: fully use tty_port
  um: Remove dead code
  um: remove line_ioctl()
  TTY: um/line, use tty from tty_port
  TTY: um/line, add tty_port

Merge branch 'dmaengine' of git://git.linaro.org/people/rmk/linux-arm

Pull ARM DMA engine updates from Russell King:
 "This looks scary at first glance, but what it is is:
   - a rework of the sa11x0 DMA engine driver merged during the previous
     cycle, to extract a common set of helper functions for DMA engine
     implementations.
   - conversion of amba-pl08x.c to use these helper functions.
   - addition of OMAP DMA engine driver (using these helper functions),
     and conversion of some of the OMAP DMA users to use DMA engine.

  Nothing in the helper functions is ARM specific, so I hope that other
  implementations can consolidate some of their code by making use of
  these helpers.

  This has been sitting in linux-next most of the merge cycle, and has
  been tested by several OMAP folk.  I've tested it on sa11x0 platforms,
  and given it my best shot on my broken platforms which have the
  amba-pl08x controller.

  The last point is the addition to feature-removal-schedule.txt, which
  will have a merge conflict.  Between myself and TI, we're planning to
  remove the old TI DMA implementation next year."

Fix up trivial add/add conflicts in Documentation/feature-removal-schedule.txt
and drivers/dma/{Kconfig,Makefile}

* 'dmaengine' of git://git.linaro.org/people/rmk/linux-arm: (53 commits)
  ARM: 7481/1: OMAP2+: omap2plus_defconfig: enable OMAP DMA engine
  ARM: 7464/1: mmc: omap_hsmmc: ensure probe returns error if DMA channel request fails
  Add feature removal of old OMAP private DMA implementation
  mtd: omap2: remove private DMA API implementation
  mtd: omap2: add DMA engine support
  spi: omap2-mcspi: remove private DMA API implementation
  spi: omap2-mcspi: add DMA engine support
  ARM: omap: remove mmc platform data dma_mask and initialization
  mmc: omap: remove private DMA API implementation
  mmc: omap: add DMA engine support
  mmc: omap_hsmmc: remove private DMA API implementation
  mmc: omap_hsmmc: add DMA engine support
  dmaengine: omap: add support for cyclic DMA
  dmaengine: omap: add support for setting fi
  dmaengine: omap: add support for returning residue in tx_state method
  dmaengine: add OMAP DMA engine driver
  dmaengine: sa11x0-dma: add cyclic DMA support
  dmaengine: sa11x0-dma: fix DMA residue support
  dmaengine: PL08x: ensure all descriptors are freed when channel is released
  dmaengine: PL08x: get rid of write only pool_ctr and free_txd locking
  ...

Merge branch 'audit' of git://git.linaro.org/people/rmk/linux-arm

Pull ARM audit/signal updates from Russell King:
 "ARM audit/signal handling updates from Al and Will.  This improves on
  the work Viro did last merge window, and sorts out some of the issues
  found with that work."

* 'audit' of git://git.linaro.org/people/rmk/linux-arm:
  ARM: 7475/1: sys_trace: allow all syscall arguments to be updated via ptrace
  ARM: 7474/1: get rid of TIF_SYSCALL_RESTARTSYS
  ARM: 7473/1: deal with handlerless restarts without leaving the kernel
  ARM: 7472/1: pull all work_pending logics into C function
  ARM: 7471/1: Revert "7442/1: Revert "remove unused restart trampoline""
  ARM: 7470/1: Revert "7443/1: Revert "new way of handling ERESTART_RESTARTBLOCK""

Merge branch 'fixes' of git://git.linaro.org/people/rmk/linux-arm

Pull ARM fixes from Russell King:
 "This fixes various issues found during July"

* 'fixes' of git://git.linaro.org/people/rmk/linux-arm:
  ARM: 7479/1: mm: avoid NULL dereference when flushing gate_vma with VIVT caches
  ARM: Fix undefined instruction exception handling
  ARM: 7480/1: only call smp_send_stop() on SMP
  ARM: 7478/1: errata: extend workaround for erratum #720789
  ARM: 7477/1: vfp: Always save VFP state in vfp_pm_suspend on UP
  ARM: 7476/1: vfp: only clear vfp state for current cpu in vfp_pm_suspend
  ARM: 7468/1: ftrace: Trace function entry before updating index
  ARM: 7467/1: mutex: use generic xchg-based implementation for ARMv6+
  ARM: 7466/1: disable interrupt before spinning endlessly
  ARM: 7465/1: Handle >4GB memory sizes in device tree and mem=size@start option

um: Add arch/x86/um to MAINTAINERS

Signed-off-by: Richard Weinberger <richard@nod.at>

um: pass siginfo to guest process

UML guest processes now get correct siginfo_t for SIGTRAP, SIGFPE,
SIGILL and SIGBUS. Specifically, si_addr and si_code are now correct
where previously they were si_addr = NULL and si_code = 128.

Signed-off-by: Martin Pärtel <martin.partel@gmail.com>
Signed-off-by: Richard Weinberger <richard@nod.at>

um: fix ubd_file_size for read-only files

Made ubd_file_size not request write access. Fixes use of read-only images.

Signed-off-by: Martin Pärtel <martin.partel@gmail.com>
Signed-off-by: Richard Weinberger <richard@nod.at>

um: pull interrupt_end() into userspace()

Signed-off-by: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>
Signed-off-by: Richard Weinberger <richard@nod.at>

um: split syscall_trace(), pass pt_regs to it

Signed-off-by: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>
[richard@nod.at: Fixed some minor build issues]
Signed-off-by: Richard Weinberger <richard@nod.at>

um: switch UPT_SET_RETURN_VALUE and regs_return_value to pt_regs

Signed-off-by: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>
Signed-off-by: Richard Weinberger <richard@nod.at>

Merge tag 'fbdev-updates-for-3.6' of git://github.com/schandinat/linux-2.6

Pull fbdev updates from Florian Tobias Schandinat:
 - large updates for OMAP
   - support for LCD3 overlay manager (omap5)
   - omapdss output cleanup
   - removal of passive matrix LCD support as there are no drivers for
     such panels for DSS or DSS2 and nobody complained (cleanup)
 - large updates for SH Mobile
   - overlay support
   - separating MERAM (cache) from framebuffer driver
 - some updates for Exynos and da8xx-fb
 - various other small patches

* tag 'fbdev-updates-for-3.6' of git://github.com/schandinat/linux-2.6: (78 commits)
  da8xx-fb: fix compile issue due to missing include
  fbdev: Make pixel_to_pat() failure mode more friendly
  da8xx-fb: do not turn ON LCD backlight unless LCDC is enabled
  fbdev: sh_mobile_lcdc: Fix vertical panning step
  video: exynos mipi dsi: Fix mipi dsi regulators handling issue
  video: da8xx-fb: do clock reset of revision 2 LCDC before enabling
  arm: da850: configure LCDC fifo threshold
  video: da8xx-fb: configure FIFO threshold to reduce underflow errors
  video: da8xx-fb: fix flicker due to 1 frame delay in updated frame
  video: da8xx-fb rev2: fix disabling of palette completion interrupt
  da8xx-fb: add missing FB_BLANK operations
  video: exynos_dp: use usleep_range instead of delay
  video: exynos_dp: check the only INTERLANE_ALIGN_DONE bit during Link Training
  fb: epson1355fb: Fix section mismatch
  video: exynos_dp: fix wrong DPCD address during Link Training
  video/smscufx: fix line counting in fb_write
  aty128fb: Fix coding style issues
  fbdev: sh_mobile_lcdc: Fix pan offset computation in YUV mode
  fbdev: sh_mobile_lcdc: Fix overlay registers update during pan operation
  fbdev: sh_mobile_lcdc: Support horizontal panning
  ...

Merge tag 'sound-3.6' of git://git./linux/kernel/git/tiwai/sound

Pull sound fixes from Takashi Iwai:
 "A collection of small fixes that have been found recently.  Most of
  the commits are regression fixes in HD-audio and some other random
  drivers."

* tag 'sound-3.6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tiwai/sound:
  ALSA: snd-usb: fix clock source validity index
  ALSA: hda - Fix mute-LED GPIO initialization for IDT codecs
  ALSA: hda - Add descriptions for missing IDT 92HD83x models
  ALSA: hda - Fix polarity of mute LED on HP Mini 210
  ALSA: es1688 - freeup resources on init failure
  ALSA: hda - Workaround for silent output on VAIO Z with ALC889
  ALSA: hda - Fix WARNING from HDMI/DP parser
  ALSA: hda - Detach from converter at closing in patch_hdmi.c
  ALSA: hda - Fix mute-LED GPIO setup for HP Mini 210
  ALSA: mpu401: Fix missing initialization of irq field
  ALSA: hda - Fix invalid D3 of headphone DAC on VT202x codecs

Merge branch 'for-linus' of git://git./linux/kernel/git/viro/vfs

Pull second vfs pile from Al Viro:
 "The stuff in there: fsfreeze deadlock fixes by Jan (essentially, the
  deadlock reproduced by xfstests 068), symlink and hardlink restriction
  patches, plus assorted cleanups and fixes.

  Note that another fsfreeze deadlock (emergency thaw one) is *not*
  dealt with - the series by Fernando conflicts a lot with Jan's, breaks
  userland ABI (FIFREEZE semantics gets changed) and trades the deadlock
  for massive vfsmount leak; this is going to be handled next cycle.
  There probably will be another pull request, but that stuff won't be
  in it."

Fix up trivial conflicts due to unrelated changes next to each other in
drivers/{staging/gdm72xx/usb_boot.c, usb/gadget/storage_common.c}

* 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs: (54 commits)
  delousing target_core_file a bit
  Documentation: Correct s_umount state for freeze_fs/unfreeze_fs
  fs: Remove old freezing mechanism
  ext2: Implement freezing
  btrfs: Convert to new freezing mechanism
  nilfs2: Convert to new freezing mechanism
  ntfs: Convert to new freezing mechanism
  fuse: Convert to new freezing mechanism
  gfs2: Convert to new freezing mechanism
  ocfs2: Convert to new freezing mechanism
  xfs: Convert to new freezing code
  ext4: Convert to new freezing mechanism
  fs: Protect write paths by sb_start_write - sb_end_write
  fs: Skip atime update on frozen filesystem
  fs: Add freezing handling to mnt_want_write() / mnt_drop_write()
  fs: Improve filesystem freezing handling
  switch the protection of percpu_counter list to spinlock
  nfsd: Push mnt_want_write() outside of i_mutex
  btrfs: Push mnt_want_write() outside of i_mutex
  fat: Push mnt_want_write() outside of i_mutex
  ...

MIPS: Loongson 2: Sort out clock managment.

For unexplainable reasons the Loongson 2 clock API was implemented in a
module so fixing this involved shifting large amounts of code around.

Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>

Merge branch 'for-3.6/drivers' of git://git.kernel.dk/linux-block

Pull block driver changes from Jens Axboe:

 - Making the plugging support for drivers a bit more sane from Neil.
   This supersedes the plugging change from Shaohua as well.

 - The usual round of drbd updates.

 - Using a tail add instead of a head add in the request completion for
   ndb, making us find the most completed request more quickly.

 - A few floppy changes, getting rid of a duplicated flag and also
   running the floppy init async (since it takes forever in boot terms)
   from Andi.

* 'for-3.6/drivers' of git://git.kernel.dk/linux-block:
  floppy: remove duplicated flag FD_RAW_NEED_DISK
  blk: pass from_schedule to non-request unplug functions.
  block: stack unplug
  blk: centralize non-request unplug handling.
  md: remove plug_cnt feature of plugging.
  block/nbd: micro-optimization in nbd request completion
  drbd: announce FLUSH/FUA capability to upper layers
  drbd: fix max_bio_size to be unsigned
  drbd: flush drbd work queue before invalidate/invalidate remote
  drbd: fix potential access after free
  drbd: call local-io-error handler early
  drbd: do not reset rs_pending_cnt too early
  drbd: reset congestion information before reporting it in /proc/drbd
  drbd: report congestion if we are waiting for some userland callback
  drbd: differentiate between normal and forced detach
  drbd: cleanup, remove two unused global flags
  floppy: Run floppy initialization asynchronous

Merge branch 'for-3.6/core' of git://git.kernel.dk/linux-block

Pull core block IO bits from Jens Axboe:
 "The most complicated part if this is the request allocation rework by
  Tejun, which has been queued up for a long time and has been in
  for-next ditto as well.

  There are a few commits from yesterday and today, mostly trivial and
  obvious fixes.  So I'm pretty confident that it is sound.  It's also
  smaller than usual."

* 'for-3.6/core' of git://git.kernel.dk/linux-block:
  block: remove dead func declaration
  block: add partition resize function to blkpg ioctl
  block: uninitialized ioc->nr_tasks triggers WARN_ON
  block: do not artificially constrain max_sectors for stacking drivers
  blkcg: implement per-blkg request allocation
  block: prepare for multiple request_lists
  block: add q->nr_rqs[] and move q->rq.elvpriv to q->nr_rqs_elvpriv
  blkcg: inline bio_blkcg() and friends
  block: allocate io_context upfront
  block: refactor get_request[_wait]()
  block: drop custom queue draining used by scsi_transport_{iscsi|fc}
  mempool: add @gfp_mask to mempool_create_node()
  blkcg: make root blkcg allocation use %GFP_KERNEL
  blkcg: __blkg_lookup_create() doesn't need radix preload

Merge branch 'for-next' of git://neil.brown.name/md

Pull md updates from NeilBrown.

* 'for-next' of git://neil.brown.name/md:
  DM RAID: Add support for MD RAID10
  md/RAID1: Add missing case for attempting to repair known bad blocks.
  md/raid5: For odirect-write performance, do not set STRIPE_PREREAD_ACTIVE.
  md/raid1: don't abort a resync on the first badblock.
  md: remove duplicated test on ->openers when calling do_md_stop()
  raid5: Add R5_ReadNoMerge flag which prevent bio from merging at block layer
  md/raid1: prevent merging too large request
  md/raid1: read balance chooses idlest disk for SSD
  md/raid1: make sequential read detection per disk based
  MD RAID10: Export md_raid10_congested
  MD: Move macros from raid1*.h to raid1*.c
  MD RAID1: rename mirror_info structure
  MD RAID10: rename mirror_info structure
  MD RAID10: Fix compiler warning.
  raid5: add a per-stripe lock
  raid5: remove unnecessary bitmap write optimization
  raid5: lockless access raid5 overrided bi_phys_segments
  raid5: reduce chance release_stripe() taking device_lock

locks: remove unused lm_release_private

In commit 3b6e2723f32d ("locks: prevent side-effects of
locks_release_private before file_lock is initialized") we removed the
last user of lm_release_private without removing the field itself.

Signed-off-by: J. Bruce Fields <bfields@redhat.com>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

MIPS: Loongson 1: more clk support and add select HAVE_CLK

This fixes a redefinition of clk_*:

arch/mips/loongson1/common/clock.c:23:13: error: redefinition of 'clk_get'
include/linux/clk.h:281:27: note: previous definition of 'clk_get' was here
arch/mips/loongson1/common/clock.c:41:15: error: redefinition of 'clk_get_rate'
include/linux/clk.h:302:29: note: previous definition of 'clk_get_rate' was here
make[3]: *** [arch/mips/loongson1/common/clock.o] Error 1

Signed-off-by: Yoichi Yuasa <yuasa@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Reviewed-by: John Crispin <blogic@openwrt.org>
Acked-by: Kelvin Cheung <keguang.zhang@gmail.com>
Patchwork: https://patchwork.linux-mips.org/patch/4143/
Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>

MIPS: txx9: Fix redefinition of clk_* by adding select HAVE_CLK

arch/mips/txx9/generic/setup.c:87:13: error: redefinition of 'clk_get'
include/linux/clk.h:281:27: note: previous definition of 'clk_get' was here
arch/mips/txx9/generic/setup.c:97:5: error: redefinition of 'clk_enable'
include/linux/clk.h:295:19: note: previous definition of 'clk_enable' was here
arch/mips/txx9/generic/setup.c:103:6: error: redefinition of 'clk_disable'
include/linux/clk.h:300:20: note: previous definition of 'clk_disable' was here
arch/mips/txx9/generic/setup.c:108:15: error: redefinition of 'clk_get_rate'
include/linux/clk.h:302:29: note: previous definition of 'clk_get_rate' was here
arch/mips/txx9/generic/setup.c:114:6: error: redefinition of 'clk_put'
include/linux/clk.h:291:20: note: previous definition of 'clk_put' was here
make[3]: *** [arch/mips/txx9/generic/setup.o] Error 1

Signed-off-by: Yoichi Yuasa <yuasa@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Reviewed-by: John Crispin <blogic@openwrt.org>
Patchwork: https://patchwork.linux-mips.org/patch/4142/
Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>

MIPS: BCM63xx: Fix redefinition of clk_* by adding select HAVE_CLK

arch/mips/bcm63xx/clk.c:249:5: error: redefinition of 'clk_enable'
include/linux/clk.h:295:19: note: previous definition of 'clk_enable' was here
arch/mips/bcm63xx/clk.c:259:6: error: redefinition of 'clk_disable'
include/linux/clk.h:300:20: note: previous definition of 'clk_disable' was here
arch/mips/bcm63xx/clk.c:268:15: error: redefinition of 'clk_get_rate'
include/linux/clk.h:302:29: note: previous definition of 'clk_get_rate' was here
arch/mips/bcm63xx/clk.c:275:13: error: redefinition of 'clk_get'
include/linux/clk.h:281:27: note: previous definition of 'clk_get' was here
arch/mips/bcm63xx/clk.c:302:6: error: redefinition of 'clk_put'
include/linux/clk.h:291:20: note: previous definition of 'clk_put' was here
make[2]: *** [arch/mips/bcm63xx/clk.o] Error 1

Signed-off-by: Yoichi Yuasa <yuasa@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Reviewed-by: John Crispin <blogic@openwrt.org>
Patchwork: https://patchwork.linux-mips.org/patch/4141/
Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>

MIPS: AR7: Fix redefinition of clk_* by adding select HAVE_CLK

arch/mips/ar7/clock.c:420:5: error: redefinition of 'clk_enable'
include/linux/clk.h:295:19: note: previous definition of 'clk_enable' was here
arch/mips/ar7/clock.c:426:6: error: redefinition of 'clk_disable'
include/linux/clk.h:300:20: note: previous definition of 'clk_disable' was here
arch/mips/ar7/clock.c:431:15: error: redefinition of 'clk_get_rate'
include/linux/clk.h:302:29: note: previous definition of 'clk_get_rate' was here
arch/mips/ar7/clock.c:437:13: error: redefinition of 'clk_get'
include/linux/clk.h:281:27: note: previous definition of 'clk_get' was here
arch/mips/ar7/clock.c:454:6: error: redefinition of 'clk_put'
include/linux/clk.h:291:20: note: previous definition of 'clk_put' was here
make[2]: *** [arch/mips/ar7/clock.o] Error 1

Signed-off-by: Yoichi Yuasa <yuasa@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Reviewed-by: John Crispin <blogic@openwrt.org>
Acked-by: Florian Fainelli <florian@openwrt.org>
Patchwork: https://patchwork.linux-mips.org/patch/4140/
Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>

MIPS: Lantiq: Platform specific CLK fixup

As we use CLKDEV_LOOKUP but dont have support for COMMON_CLK yet, we need to
provide our own version of of_clk_get_from_provider().

Signed-off-by: John Crispin <blogic@openwrt.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Patchwork: https://patchwork.linux-mips.org/patch/4117/
Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>

MIPS: Lantiq: Add device_tree_init function

Add a lantiq specific version of device_tree_init. The generic MIPS version
was removed by.

commit 594e966bc412d64eec9282d28ce511bdd62fea39
Author: David Daney <david.daney@cavium.com>
Date:   Thu Jul 5 18:12:38 2012 +0200

MIPS: Prune some target specific code out of prom.c

Signed-off-by: John Crispin <blogic@openwrt.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Patchwork: https://patchwork.linux-mips.org/patch/4116/
Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>

MIPS: Lantiq: Fix interface clock and PCI control register offset

The XRX200 based SoC have a different register offset for the interface
clock and PCI control registers. This patch detects the SoC and sets the
register offset at runtime. This make PCI work on the VR9 SoC.

Signed-off-by: John Crispin <blogic@openwrt.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Patchwork: https://patchwork.linux-mips.org/patch/4113/
Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>

delousing target_core_file a bit

* set_fs(KERNEL_DS) + getname() is probably the weirdest implementation
of strdup() I've seen.  Especially since they don't to copy it at all...
* filp_open() never returns NULL; it's ERR_PTR(-E...) on failure.
* file->f_dentry is never going to be NULL, TYVM.
* match_strdup() + snprintf() + kfree() is a bloody weird way to spell
match_strlcpy().

Pox on cargo-cult programmers...

Signed-off-by: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>

DM RAID: Add support for MD RAID10

Support the MD RAID10 personality through dm-raid.c

Signed-off-by: Jonathan Brassow <jbrassow@redhat.com>
Signed-off-by: NeilBrown <neilb@suse.de>

Merge commit 'c039c332f23e794deb6d6f37b9f07ff3b27fb2cf' into md

Pull in pre-requisites for adding raid10 support to dm-raid.

block: remove dead func declaration

__generic_unplug_device() function is removed with commit
7eaceaccab5f40bbfda044629a6298616aeaed50, which forgot to
remove the declaration at meantime. Here remove it.

Signed-off-by: Yuanhan Liu <yuanhan.liu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: add partition resize function to blkpg ioctl

Add a new operation code (BLKPG_RESIZE_PARTITION) to the BLKPG ioctl that
allows altering the size of an existing partition, even if it is currently
in use.

This patch converts hd_struct->nr_sects into sequence counter because
One might extend a partition while IO is happening to it and update of
nr_sects can be non-atomic on 32bit machines with 64bit sector_t. This
can lead to issues like reading inconsistent size of a partition. Sequence
counter have been used so that readers don't have to take bdev mutex lock
as we call sector_in_part() very frequently.

Now all the access to hd_struct->nr_sects should happen using sequence
counter read/update helper functions part_nr_sects_read/part_nr_sects_write.
There is one exception though, set_capacity()/get_capacity(). I think
theoritically race should exist there too but this patch does not
modify set_capacity()/get_capacity() due to sheer number of call sites
and I am afraid that change might break something. I have left that as a
TODO item. We can handle it later if need be. This patch does not introduce
any new races as such w.r.t set_capacity()/get_capacity().

v2: Add CONFIG_LBDAF test to UP preempt case as suggested by Phillip.

Signed-off-by: Vivek Goyal <vgoyal@redhat.com>
Signed-off-by: Phillip Susi <psusi@ubuntu.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: uninitialized ioc->nr_tasks triggers WARN_ON

Hi,

I'm using the old-fashioned 'dump' backup tool, and I noticed that it spews the
below warning as of 3.5-rc1 and later (3.4 is fine):

[   10.886893] ------------[ cut here ]------------
[   10.886904] WARNING: at include/linux/iocontext.h:140 copy_process+0x1488/0x1560()
[   10.886905] Hardware name: Bochs
[   10.886906] Modules linked in:
[   10.886908] Pid: 2430, comm: dump Not tainted 3.5.0-rc7+ #27
[   10.886908] Call Trace:
[   10.886911]  [<ffffffff8107ce8a>] warn_slowpath_common+0x7a/0xb0
[   10.886912]  [<ffffffff8107ced5>] warn_slowpath_null+0x15/0x20
[   10.886913]  [<ffffffff8107c088>] copy_process+0x1488/0x1560
[   10.886914]  [<ffffffff8107c244>] do_fork+0xb4/0x340
[   10.886918]  [<ffffffff8108effa>] ? recalc_sigpending+0x1a/0x50
[   10.886919]  [<ffffffff8108f6b2>] ? __set_task_blocked+0x32/0x80
[   10.886920]  [<ffffffff81091afa>] ? __set_current_blocked+0x3a/0x60
[   10.886923]  [<ffffffff81051db3>] sys_clone+0x23/0x30
[   10.886925]  [<ffffffff8179bd73>] stub_clone+0x13/0x20
[   10.886927]  [<ffffffff8179baa2>] ? system_call_fastpath+0x16/0x1b
[   10.886928] ---[ end trace 32a14af7ee6a590b ]---

Reproducing is easy, I can hit it on a KVM system with a very basic
config (x86_64 make defconfig + enable the drivers needed). To hit it,
just install dump (on debian/ubuntu, not sure what the package might be
called on Fedora), and:

dump -o -f /tmp/foo /

You'll see the warning in dmesg once it forks off the I/O process and
starts dumping filesystem contents.

I bisected it down to the following commit:

commit f6e8d01bee036460e03bd4f6a79d014f98ba712e
Author: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Date:   Mon Mar 5 13:15:26 2012 -0800

    block: add io_context->active_ref

    Currently ioc->nr_tasks is used to decide two things - whether an ioc
    is done issuing IOs and whether it's shared by multiple tasks.  This
    patch separate out the first into ioc->active_ref, which is acquired
    and released using {get|put}_io_context_active() respectively.

    This will be used to associate bio's with a given task.  This patch
    doesn't introduce any visible behavior change.

Signed-off-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Vivek Goyal <vgoyal@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
It seems like the init of ioc->nr_tasks was removed in that patch,
so it starts out at 0 instead of 1.

Tejun, is the right thing here to add back the init, or should something else
be done?

The below patch removes the warning, but I haven't done any more extensive
testing on it.

Signed-off-by: Olof Johansson <olof@lixom.net>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: stable@kernel.org
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

block: do not artificially constrain max_sectors for stacking drivers

blk_set_stacking_limits is intended to allow stacking drivers to build
up the limits of the stacked device based on the underlying devices'
limits.  But defaulting 'max_sectors' to BLK_DEF_MAX_SECTORS (1024)
doesn't allow the stacking driver to inherit a max_sectors larger than
1024 -- due to blk_stack_limits' use of min_not_zero.

It is now clear that this artificial limit is getting in the way so
change blk_set_stacking_limits's max_sectors to UINT_MAX (which allows
stacking drivers like dm-multipath to inherit 'max_sectors' from the
underlying paths).

Reported-by: Vijay Chauhan <vijay.chauhan@netapp.com>
Tested-by: Vijay Chauhan <vijay.chauhan@netapp.com>
Signed-off-by: Mike Snitzer <snitzer@redhat.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>

ALSA: snd-usb: fix clock source validity index

uac_clock_source_is_valid() uses the control selector value to access
the bmControls bitmap of the clock source unit. This is wrong, as
control selector values start from 1, while the bitmap uses all
available bits.

In other words, "Clock Validity Control" is stored in D3..2, not D5..4
of the clock selector unit's bmControls.

Signed-off-by: Daniel Mack <zonque@gmail.com>
Reported-by: Andreas Koch <andreas@akdesigninc.com>
Cc: stable@kernel.org
Signed-off-by: Takashi Iwai <tiwai@suse.de>

Merge tag 'irqdomain-for-linus' of git://git.secretlab.ca/git/linux-2.6

Pull irqdomain changes from Grant Likely:
 "Round of refactoring and enhancements to irq_domain infrastructure.
  This series starts the process of simplifying irqdomain.  The ultimate
  goal is to merge LEGACY, LINEAR and TREE mappings into a single
  system, but had to back off from that after some last minute bugs.
  Instead it mainly reorganizes the code and ensures that the reverse
  map gets populated when the irq is mapped instead of the first time it
  is looked up.

  Merging of the irq_domain types is deferred to v3.7

  In other news, this series adds helpers for creating static mappings
  on a linear or tree mapping."

* tag 'irqdomain-for-linus' of git://git.secretlab.ca/git/linux-2.6:
  irqdomain: Improve diagnostics when a domain mapping fails
  irqdomain: eliminate slow-path revmap lookups
  irqdomain: Fix irq_create_direct_mapping() to test irq_domain type.
  irqdomain: Eliminate dedicated radix lookup functions
  irqdomain: Support for static IRQ mapping and association.
  irqdomain: Always update revmap when setting up a virq
  irqdomain: Split disassociating code into separate function
  irq_domain: correct a minor wrong comment for linear revmap
  irq_domain: Standardise legacy/linear domain selection
  irqdomain: Make ops->map hook optional
  irqdomain: Remove unnecessary test for IRQ_DOMAIN_MAP_LEGACY
  irqdomain: Simple NUMA awareness.
  devicetree: add helper inline for retrieving a node's full name

Merge branch 'akpm' (Andrew's patch-bomb)

Merge Andrew's second set of patches:
 - MM
 - a few random fixes
 - a couple of RTC leftovers

* emailed patches from Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>: (120 commits)
  rtc/rtc-88pm80x: remove unneed devm_kfree
  rtc/rtc-88pm80x: assign ret only when rtc_register_driver fails
  mm: hugetlbfs: close race during teardown of hugetlbfs shared page tables
  tmpfs: distribute interleave better across nodes
  mm: remove redundant initialization
  mm: warn if pg_data_t isn't initialized with zero
  mips: zero out pg_data_t when it's allocated
  memcg: gix memory accounting scalability in shrink_page_list
  mm/sparse: remove index_init_lock
  mm/sparse: more checks on mem_section number
  mm/sparse: optimize sparse_index_alloc
  memcg: add mem_cgroup_from_css() helper
  memcg: further prevent OOM with too many dirty pages
  memcg: prevent OOM with too many dirty pages
  mm: mmu_notifier: fix freed page still mapped in secondary MMU
  mm: memcg: only check anon swapin page charges for swap cache
  mm: memcg: only check swap cache pages for repeated charging
  mm: memcg: split swapin charge function into private and public part
  mm: memcg: remove needless !mm fixup to init_mm when charging
  mm: memcg: remove unneeded shmem charge type
  ...

Merge tag 'vfio-for-v3.6' of git://github.com/awilliam/linux-vfio

Pull VFIO core from Alex Williamson:
 "This series includes the VFIO userspace driver interface for the 3.6
  kernel merge window.  This driver is intended to provide a secure
  interface for device access using IOMMU protection for applications
  like assignment of physical devices to virtual machines.

  Qemu will be the first user of this interface, enabling assignment of
  PCI devices to Qemu guests.  This interface is intended to eventually
  replace the x86-specific assignment mechanism currently available in
  KVM.

  This interface has the advantage of being more secure, by working with
  IOMMU groups to ensure device isolation and providing it's own
  filtered resource access mechanism, and also more flexible, in not
  being x86 or KVM specific (extensions to enable POWER are already
  working).

  This driver is originally the work of Tom Lyon, but has since been
  handed over to me and gone through a complete overhaul thanks to the
  input from David Gibson, Ben Herrenschmidt, Chris Wright, Joerg
  Roedel, and others.  This driver has been available in linux-next for
  the last month."

Paul Mackerras says:
 "I would be glad to see it go in since we want to use it with KVM on
  PowerPC.  If possible we'd like the PowerPC bits for it to go in as
  well."

* tag 'vfio-for-v3.6' of git://github.com/awilliam/linux-vfio:
  vfio: Add PCI device driver
  vfio: Type1 IOMMU implementation
  vfio: Add documentation
  vfio: VFIO core

Merge tag 'random_for_linus' of git://git./linux/kernel/git/tytso/random

Pull random subsystem patches from Ted Ts'o:
 "This patch series contains a major revamp of how we collect entropy
  from interrupts for /dev/random and /dev/urandom.

  The goal is to addresses weaknesses discussed in the paper "Mining
  your Ps and Qs: Detection of Widespread Weak Keys in Network Devices",
  by Nadia Heninger, Zakir Durumeric, Eric Wustrow, J.  Alex Halderman,
  which will be published in the Proceedings of the 21st Usenix Security
  Symposium, August 2012.  (See https://factorable.net for more
  information and an extended version of the paper.)"

Fix up trivial conflicts due to nearby changes in
drivers/{mfd/ab3100-core.c, usb/gadget/omap_udc.c}

* tag 'random_for_linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tytso/random: (33 commits)
  random: mix in architectural randomness in extract_buf()
  dmi: Feed DMI table to /dev/random driver
  random: Add comment to random_initialize()
  random: final removal of IRQF_SAMPLE_RANDOM
  um: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  sparc/ldc: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  [ARM] pxa: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  board-palmz71: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  isp1301_omap: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  pxa25x_udc: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  omap_udc: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  goku_udc: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which was commented out
  uartlite: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  drivers: hv: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  xen-blkfront: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  n2_crypto: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  pda_power: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  i2c-pmcmsp: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  input/serio/hp_sdc.c: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  mfd: remove IRQF_SAMPLE_RANDOM which is now a no-op
  ...

Merge tag 'rdma-for-linus' of git://git./linux/kernel/git/roland/infiniband

Pull final RDMA changes from Roland Dreier:
 - Fix IPoIB to stop using unsafe linkage between networking neighbour
   layer and private path database.
 - Small fixes for bugs found by Fengguang Wu's automated builds.

* tag 'rdma-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/roland/infiniband:
  IPoIB: Use a private hash table for path lookup in xmit path
  IB/qib: Fix size of cc_supported_table_entries
  RDMA/ucma: Convert open-coded equivalent to memdup_user()
  RDMA/ocrdma: Fix check of GSI CQs
  RDMA/cma: Use PTR_RET rather than if (IS_ERR(...)) + PTR_ERR

Merge branch 'v4l_for_linus' of git://git./linux/kernel/git/mchehab/linux-media

Pull second set of media updates from Mauro Carvalho Chehab:

 - radio API: add support to work with radio frequency bands

 - new AM/FM radio drivers: radio-shark, radio-shark2

 - new Remote Controller USB driver: iguanair

 - conversion of several drivers to the v4l2 core control framework

 - new board additions at existing drivers

 - the remaining (and vast majority of the patches) are due to
   drivers/DocBook fixes/cleanups.

* 'v4l_for_linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mchehab/linux-media: (154 commits)
  [media] radio-tea5777: use library for 64bits div
  [media] tlg2300: Declare MODULE_FIRMWARE usage
  [media] lgs8gxx: Declare MODULE_FIRMWARE usage
  [media] xc5000: Add MODULE_FIRMWARE statements
  [media] s2255drv: Add MODULE_FIRMWARE statement
  [media] dib8000: move dereference after check for NULL
  [media] Documentation: Update cardlists
  [media] bttv: add support for Aposonic W-DVR
  [media] cx25821: Remove bad strcpy to read-only char*
  [media] pms.c: remove duplicated include
  [media] smiapp-core.c: remove duplicated include
  [media] via-camera: pass correct format settings to sensor
  [media] rtl2832.c: minor cleanup
  [media] Add support for the IguanaWorks USB IR Transceiver
  [media] Minor cleanups for MCE USB
  [media] drivers/media/dvb/siano/smscoreapi.c: use list_for_each_entry
  [media] Use a named union in struct v4l2_ioctl_info
  [media] mceusb: Add Twisted Melon USB IDs
  [media] staging/media/solo6x10: use module_pci_driver macro
  [media] staging/media/dt3155v4l: use module_pci_driver macro
  ...

Conflicts:
Documentation/feature-removal-schedule.txt

Merge tag 'nfs-for-3.6-2' of git://git.linux-nfs.org/projects/trondmy/linux-nfs

Pull second wave of NFS client updates from Trond Myklebust:

 - Patches from Bryan to allow splitting of the NFSv2/v3/v4 code into
   separate modules.

 - Fix Oopses in the NFSv4 idmapper

 - Fix a deadlock whereby rpciod tries to allocate a new socket and ends
   up recursing into the NFS code due to memory reclaim.

 - Increase the number of permitted callback connections.

* tag 'nfs-for-3.6-2' of git://git.linux-nfs.org/projects/trondmy/linux-nfs:
  nfs: explicitly reject LOCK_MAND flock() requests
  nfs: increase number of permitted callback connections.
  SUNRPC: return negative value in case rpcbind client creation error
  NFS: Convert v4 into a module
  NFS: Convert v3 into a module
  NFS: Convert v2 into a module
  NFS: Keep module parameters in the generic NFS client
  NFS: Split out remaining NFS v4 inode functions
  NFS: Pass super operations and xattr handlers in the nfs_subversion
  NFS: Only initialize the ACL client in the v3 case
  NFS: Create a try_mount rpc op
  NFS: Remove the NFS v4 xdev mount function
  NFS: Add version registering framework
  NFS: Fix a number of bugs in the idmapper
  nfs: skip commit in releasepage if we're freeing memory for fs-related reasons
  sunrpc: clarify comments on rpc_make_runnable
  pnfsblock: bail out partial page IO

Merge git://git./linux/kernel/git/davem/net

Pull networking update from David S. Miller:
 "I think Eric Dumazet and I have dealt with all of the known routing
  cache removal fallout.  Some other minor fixes all around.

  1) Fix RCU of cached routes, particular of output routes which require
     liberation via call_rcu() instead of call_rcu_bh().  From Eric
     Dumazet.

  2) Make sure we purge net device references in cached routes properly.

  3) TG3 driver bug fixes from Michael Chan.

  4) Fix reported 'expires' value in ipv6 routes, from Li Wei.

  5) TUN driver ioctl leaks kernel bytes to userspace, from Mathias
     Krause."

* git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/net: (22 commits)
  ipv4: Properly purge netdev references on uncached routes.
  ipv4: Cache routes in nexthop exception entries.
  ipv4: percpu nh_rth_output cache
  ipv4: Restore old dst_free() behavior.
  bridge: make port attributes const
  ipv4: remove rt_cache_rebuild_count
  net: ipv4: fix RCU races on dst refcounts
  net: TCP early demux cleanup
  tun: Fix formatting.
  net/tun: fix ioctl() based info leaks
  tg3: Update version to 3.124
  tg3: Fix race condition in tg3_get_stats64()
  tg3: Add New 5719 Read DMA workaround
  tg3: Fix Read DMA workaround for 5719 A0.
  tg3: Request APE_LOCK_PHY before PHY access
  ipv6: fix incorrect route 'expires' value passed to userspace
  mISDN: Bugfix only few bytes are transfered on a connection
  seeq: use PTR_RET at init_module of driver
  bnx2x: remove cast around the kmalloc in bnx2x_prev_mark_path
  ipv4: clean up put_child
  ...

rtc/rtc-88pm80x: remove unneed devm_kfree

devm_kzalloc() doesn't need a matching devm_kfree(), the freeing mechanism
will trigger when driver unloads.

Signed-off-by: Devendra Naga <devendra.aaru@gmail.com>
Cc: Alessandro Zummo <a.zummo@towertech.it>
Cc: Ashish Jangam <ashish.jangam@kpitcummins.com>
Cc: David Dajun Chen <dchen@diasemi.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

rtc/rtc-88pm80x: assign ret only when rtc_register_driver fails

At the probe we are assigning ret to return value of PTR_ERR right after
the rtc_register_drive()r, as we would have done it in the if
(IS_ERR(ptr)) check, since the function fails and goes inside that case

Signed-off-by: Devendra Naga <devendra.aaru@gmail.com>
Cc: Alessandro Zummo <a.zummo@towertech.it>
Cc: Ashish Jangam <ashish.jangam@kpitcummins.com>
Cc: David Dajun Chen <dchen@diasemi.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: hugetlbfs: close race during teardown of hugetlbfs shared page tables

If a process creates a large hugetlbfs mapping that is eligible for page
table sharing and forks heavily with children some of whom fault and
others which destroy the mapping then it is possible for page tables to
get corrupted.  Some teardowns of the mapping encounter a "bad pmd" and
output a message to the kernel log.  The final teardown will trigger a
BUG_ON in mm/filemap.c.

This was reproduced in 3.4 but is known to have existed for a long time
and goes back at least as far as 2.6.37.  It was probably was introduced
in 2.6.20 by [39dde65c: shared page table for hugetlb page].  The messages
look like this;

[  ..........] Lots of bad pmd messages followed by this
[  127.164256] mm/memory.c:391: bad pmd ffff880412e04fe8(80000003de4000e7).
[  127.164257] mm/memory.c:391: bad pmd ffff880412e04ff0(80000003de6000e7).
[  127.164258] mm/memory.c:391: bad pmd ffff880412e04ff8(80000003de0000e7).
[  127.186778] ------------[ cut here ]------------
[  127.186781] kernel BUG at mm/filemap.c:134!
[  127.186782] invalid opcode: 0000 [#1] SMP
[  127.186783] CPU 7
[  127.186784] Modules linked in: af_packet cpufreq_conservative cpufreq_userspace cpufreq_powersave acpi_cpufreq mperf ext3 jbd dm_mod coretemp crc32c_intel usb_storage ghash_clmulni_intel aesni_intel i2c_i801 r8169 mii uas sr_mod cdrom sg iTCO_wdt iTCO_vendor_support shpchp serio_raw cryptd aes_x86_64 e1000e pci_hotplug dcdbas aes_generic container microcode ext4 mbcache jbd2 crc16 sd_mod crc_t10dif i915 drm_kms_helper drm i2c_algo_bit ehci_hcd ahci libahci usbcore rtc_cmos usb_common button i2c_core intel_agp video intel_gtt fan processor thermal thermal_sys hwmon ata_generic pata_atiixp libata scsi_mod
[  127.186801]
[  127.186802] Pid: 9017, comm: hugetlbfs-test Not tainted 3.4.0-autobuild #53 Dell Inc. OptiPlex 990/06D7TR
[  127.186804] RIP: 0010:[<ffffffff810ed6ce>]  [<ffffffff810ed6ce>] __delete_from_page_cache+0x15e/0x160
[  127.186809] RSP: 0000:ffff8804144b5c08  EFLAGS: 00010002
[  127.186810] RAX: 0000000000000001 RBX: ffffea000a5c9000 RCX: 00000000ffffffc0
[  127.186811] RDX: 0000000000000000 RSI: 0000000000000009 RDI: ffff88042dfdad00
[  127.186812] RBP: ffff8804144b5c18 R08: 0000000000000009 R09: 0000000000000003
[  127.186813] R10: 0000000000000000 R11: 000000000000002d R12: ffff880412ff83d8
[  127.186814] R13: ffff880412ff83d8 R14: 0000000000000000 R15: ffff880412ff83d8
[  127.186815] FS:  00007fe18ed2c700(0000) GS:ffff88042dce0000(0000) knlGS:0000000000000000
[  127.186816] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 000000008005003b
[  127.186817] CR2: 00007fe340000503 CR3: 0000000417a14000 CR4: 00000000000407e0
[  127.186818] DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
[  127.186819] DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000ffff0ff0 DR7: 0000000000000400
[  127.186820] Process hugetlbfs-test (pid: 9017, threadinfo ffff8804144b4000, task ffff880417f803c0)
[  127.186821] Stack:
[  127.186822]  ffffea000a5c9000 0000000000000000 ffff8804144b5c48 ffffffff810ed83b
[  127.186824]  ffff8804144b5c48 000000000000138a 0000000000001387 ffff8804144b5c98
[  127.186825]  ffff8804144b5d48 ffffffff811bc925 ffff8804144b5cb8 0000000000000000
[  127.186827] Call Trace:
[  127.186829]  [<ffffffff810ed83b>] delete_from_page_cache+0x3b/0x80
[  127.186832]  [<ffffffff811bc925>] truncate_hugepages+0x115/0x220
[  127.186834]  [<ffffffff811bca43>] hugetlbfs_evict_inode+0x13/0x30
[  127.186837]  [<ffffffff811655c7>] evict+0xa7/0x1b0
[  127.186839]  [<ffffffff811657a3>] iput_final+0xd3/0x1f0
[  127.186840]  [<ffffffff811658f9>] iput+0x39/0x50
[  127.186842]  [<ffffffff81162708>] d_kill+0xf8/0x130
[  127.186843]  [<ffffffff81162812>] dput+0xd2/0x1a0
[  127.186845]  [<ffffffff8114e2d0>] __fput+0x170/0x230
[  127.186848]  [<ffffffff81236e0e>] ? rb_erase+0xce/0x150
[  127.186849]  [<ffffffff8114e3ad>] fput+0x1d/0x30
[  127.186851]  [<ffffffff81117db7>] remove_vma+0x37/0x80
[  127.186853]  [<ffffffff81119182>] do_munmap+0x2d2/0x360
[  127.186855]  [<ffffffff811cc639>] sys_shmdt+0xc9/0x170
[  127.186857]  [<ffffffff81410a39>] system_call_fastpath+0x16/0x1b
[  127.186858] Code: 0f 1f 44 00 00 48 8b 43 08 48 8b 00 48 8b 40 28 8b b0 40 03 00 00 85 f6 0f 88 df fe ff ff 48 89 df e8 e7 cb 05 00 e9 d2 fe ff ff <0f> 0b 55 83 e2 fd 48 89 e5 48 83 ec 30 48 89 5d d8 4c 89 65 e0
[  127.186868] RIP  [<ffffffff810ed6ce>] __delete_from_page_cache+0x15e/0x160
[  127.186870]  RSP <ffff8804144b5c08>
[  127.186871] ---[ end trace 7cbac5d1db69f426 ]---

The bug is a race and not always easy to reproduce.  To reproduce it I was
doing the following on a single socket I7-based machine with 16G of RAM.

$ hugeadm --pool-pages-max DEFAULT:13G
$ echo $((18*1048576*1024)) > /proc/sys/kernel/shmmax
$ echo $((18*1048576*1024)) > /proc/sys/kernel/shmall
$ for i in `seq 1 9000`; do ./hugetlbfs-test; done

On my particular machine, it usually triggers within 10 minutes but
enabling debug options can change the timing such that it never hits.
Once the bug is triggered, the machine is in trouble and needs to be
rebooted.  The machine will respond but processes accessing proc like "ps
aux" will hang due to the BUG_ON.  shutdown will also hang and needs a
hard reset or a sysrq-b.

The basic problem is a race between page table sharing and teardown.  For
the most part page table sharing depends on i_mmap_mutex.  In some cases,
it is also taking the mm->page_table_lock for the PTE updates but with
shared page tables, it is the i_mmap_mutex that is more important.

Unfortunately it appears to be also insufficient. Consider the following
situation

Process A Process B
--------- ---------
hugetlb_fault shmdt
   LockWrite(mmap_sem)
       do_munmap
    unmap_region
      unmap_vmas
        unmap_single_vma
          unmap_hugepage_range
                   Lock(i_mmap_mutex)
    Lock(mm->page_table_lock)
    huge_pmd_unshare/unmap tables <--- (1)
    Unlock(mm->page_table_lock)
                   Unlock(i_mmap_mutex)
  huge_pte_alloc       ...
    Lock(i_mmap_mutex)       ...
    vma_prio_walk, find svma, spte       ...
    Lock(mm->page_table_lock)       ...
    share spte       ...
    Unlock(mm->page_table_lock)       ...
    Unlock(i_mmap_mutex)       ...
  hugetlb_no_page   <--- (2)
      free_pgtables
        unlink_file_vma
hugetlb_free_pgd_range
    remove_vma_list

In this scenario, it is possible for Process A to share page tables with
Process B that is trying to tear them down.  The i_mmap_mutex on its own
does not prevent Process A walking Process B's page tables.  At (1) above,
the page tables are not shared yet so it unmaps the PMDs.  Process A sets
up page table sharing and at (2) faults a new entry.  Process B then trips
up on it in free_pgtables.

This patch fixes the problem by adding a new function
__unmap_hugepage_range_final that is only called when the VMA is about to
be destroyed.  This function clears VM_MAYSHARE during
unmap_hugepage_range() under the i_mmap_mutex.  This makes the VMA
ineligible for sharing and avoids the race.  Superficially this looks like
it would then be vunerable to truncate and madvise issues but hugetlbfs
has its own truncate handlers so does not use unmap_mapping_range() and
does not support madvise(DONTNEED).

This should be treated as a -stable candidate if it is merged.

Test program is as follows. The test case was mostly written by Michal
Hocko with a few minor changes to reproduce this bug.

==== CUT HERE ====

static size_t huge_page_size = (2UL << 20);
static size_t nr_huge_page_A = 512;
static size_t nr_huge_page_B = 5632;

unsigned int get_random(unsigned int max)
{
struct timeval tv;

gettimeofday(&tv, NULL);
srandom(tv.tv_usec);
return random() % max;
}

static void play(void *addr, size_t size)
{
unsigned char *start = addr,
      *end = start + size,
      *a;
start += get_random(size/2);

/* we could itterate on huge pages but let's give it more time. */
for (a = start; a < end; a += 4096)
*a = 0;
}

int main(int argc, char **argv)
{
key_t key = IPC_PRIVATE;
size_t sizeA = nr_huge_page_A * huge_page_size;
size_t sizeB = nr_huge_page_B * huge_page_size;
int shmidA, shmidB;
void *addrA = NULL, *addrB = NULL;
int nr_children = 300, n = 0;

if ((shmidA = shmget(key, sizeA, IPC_CREAT|SHM_HUGETLB|0660)) == -1) {
perror("shmget:");
return 1;
}

if ((addrA = shmat(shmidA, addrA, SHM_R|SHM_W)) == (void *)-1UL) {
perror("shmat");
return 1;
}
if ((shmidB = shmget(key, sizeB, IPC_CREAT|SHM_HUGETLB|0660)) == -1) {
perror("shmget:");
return 1;
}

if ((addrB = shmat(shmidB, addrB, SHM_R|SHM_W)) == (void *)-1UL) {
perror("shmat");
return 1;
}

fork_child:
switch(fork()) {
case 0:
switch (n%3) {
case 0:
play(addrA, sizeA);
break;
case 1:
play(addrB, sizeB);
break;
case 2:
break;
}
break;
case -1:
perror("fork:");
break;
default:
if (++n < nr_children)
goto fork_child;
play(addrA, sizeA);
break;
}
shmdt(addrA);
shmdt(addrB);
do {
wait(NULL);
} while (--n > 0);
shmctl(shmidA, IPC_RMID, NULL);
shmctl(shmidB, IPC_RMID, NULL);
return 0;
}

[akpm@linux-foundation.org: name the declaration's args, fix CONFIG_HUGETLBFS=n build]
Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Reviewed-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tmpfs: distribute interleave better across nodes

When tmpfs has the interleave memory policy, it always starts allocating
for each file from node 0 at offset 0.  When there are many small files,
the lower nodes fill up disproportionately.

This patch spreads out node usage by starting files at nodes other than 0,
by using the inode number to bias the starting node for interleave.

Signed-off-by: Nathan Zimmer <nzimmer@sgi.com>
Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Cc: Nick Piggin <npiggin@gmail.com>
Cc: Lee Schermerhorn <lee.schermerhorn@hp.com>
Cc: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Andi Kleen <andi@firstfloor.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: remove redundant initialization

pg_data_t is zeroed before reaching free_area_init_core(), so remove the
now unnecessary initializations.

Signed-off-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: warn if pg_data_t isn't initialized with zero

Warn if memory-hotplug/boot code doesn't initialize pg_data_t with zero
when it is allocated.  Arch code and memory hotplug already initiailize
pg_data_t.  So this warning should never happen.  I select fields randomly
near the beginning, middle and end of pg_data_t for checking.

This patch isn't for performance but for removing initialization code
which is necessary to add whenever we adds new field to pg_data_t or zone.

Firstly, Andrew suggested clearing out of pg_data_t in MM core part but
Tejun doesn't like it because in the future, some archs can initialize
some fields in arch code and pass them into general MM part so blindly
clearing it out in mm core part would be very annoying.

Signed-off-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mips: zero out pg_data_t when it's allocated

This patch is preparation for the next patch which removes the zeroing of
the pg_data_t in core MM.  All archs except MIPS already do this.

Signed-off-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: gix memory accounting scalability in shrink_page_list

I noticed in a multi-process parallel files reading benchmark I ran on a 8
socket machine, throughput slowed down by a factor of 8 when I ran the
benchmark within a cgroup container.  I traced the problem to the
following code path (see below) when we are trying to reclaim memory from
file cache.  The res_counter_uncharge function is called on every page
that's reclaimed and created heavy lock contention.  The patch below
allows the reclaimed pages to be uncharged from the resource counter in
batch and recovered the regression.

Tim

     40.67%           usemem  [kernel.kallsyms]                   [k] _raw_spin_lock
                      |
                      --- _raw_spin_lock
                         |
                         |--92.61%-- res_counter_uncharge
                         |          |
                         |          |--100.00%-- __mem_cgroup_uncharge_common
                         |          |          |
                         |          |          |--100.00%-- mem_cgroup_uncharge_cache_page
                         |          |          |          __remove_mapping
                         |          |          |          shrink_page_list
                         |          |          |          shrink_inactive_list
                         |          |          |          shrink_mem_cgroup_zone
                         |          |          |          shrink_zone
                         |          |          |          do_try_to_free_pages
                         |          |          |          try_to_free_pages
                         |          |          |          __alloc_pages_nodemask
                         |          |          |          alloc_pages_current

Signed-off-by: Tim Chen <tim.c.chen@linux.intel.com>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Kirill A. Shutemov <kirill.shutemov@linux.intel.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/sparse: remove index_init_lock

sparse_index_init() uses the index_init_lock spinlock to protect root
mem_section assignment.  The lock is not necessary anymore because the
function is called only during boot (during paging init which is executed
only from a single CPU) and from the hotplug code (by add_memory() via
arch_add_memory()) which uses mem_hotplug_mutex.

The lock was introduced by 28ae55c9 ("sparsemem extreme: hotplug
preparation") and sparse_index_init() was used only during boot at that
time.

Later when the hotplug code (and add_memory()) was introduced there was no
synchronization so it was possible to online more sections from the same
root probably (though I am not 100% sure about that).  The first
synchronization has been added by 6ad696d2 ("mm: allow memory hotplug and
hibernation in the same kernel") which was later replaced by the
mem_hotplug_mutex - 20d6c96b ("mem-hotplug: introduce
{un}lock_memory_hotplug()").

Let's remove the lock as it is not needed and it makes the code more
confusing.

[mhocko@suse.cz: changelog]
Signed-off-by: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/sparse: more checks on mem_section number

__section_nr() was implemented to retrieve the corresponding memory
section number according to its descriptor.  It's possible that the
specified memory section descriptor doesn't exist in the global array.  So
add more checking on that and report an error for a wrong case.

Signed-off-by: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/sparse: optimize sparse_index_alloc

With CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME, the two levels of memory section
descriptors are allocated from slab or bootmem.  When allocating from
slab, let slab/bootmem allocator clear the memory chunk.  We needn't clear
it explicitly.

Signed-off-by: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Acked-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: add mem_cgroup_from_css() helper

Add a mem_cgroup_from_css() helper to replace open-coded invokations of
container_of().  To clarify the code and to add a little more type safety.

[akpm@linux-foundation.org: fix extensive breakage]
Signed-off-by: Wanpeng Li <liwanp@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Wanpeng Li <liwanp@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: further prevent OOM with too many dirty pages

The may_enter_fs test turns out to be too restrictive: though I saw no
problem with it when testing on 3.5-rc6, it very soon OOMed when I tested
on 3.5-rc6-mm1.  I don't know what the difference there is, perhaps I just
slightly changed the way I started off the testing: dd if=/dev/zero
of=/mnt/temp bs=1M count=1024; rm -f /mnt/temp; sync repeatedly, in 20M
memory.limit_in_bytes cgroup to ext4 on USB stick.

ext4 (and gfs2 and xfs) turn out to allocate new pages for writing with
AOP_FLAG_NOFS: that seems a little worrying, and it's unclear to me why
the transaction needs to be started even before allocating pagecache
memory.  But it may not be worth worrying about these days: if direct
reclaim avoids FS writeback, does __GFP_FS now mean anything?

Anyway, we insisted on the may_enter_fs test to avoid hangs with the loop
device; but since that also masks off __GFP_IO, we can test for __GFP_IO
directly, ignoring may_enter_fs and __GFP_FS.

But even so, the test still OOMs sometimes: when originally testing on
3.5-rc6, it OOMed about one time in five or ten; when testing just now on
3.5-rc6-mm1, it OOMed on the first iteration.

This residual problem comes from an accumulation of pages under ordinary
writeback, not marked PageReclaim, so rightly not causing the memcg check
to wait on their writeback: these too can prevent shrink_page_list() from
freeing any pages, so many times that memcg reclaim fails and OOMs.

Deal with these in the same way as direct reclaim now deals with dirty FS
pages: mark them PageReclaim.  It is appropriate to rotate these to tail
of list when writepage completes, but more importantly, the PageReclaim
flag makes memcg reclaim wait on them if encountered again.  Increment
NR_VMSCAN_IMMEDIATE?  That's arguable: I chose not.

Setting PageReclaim here may occasionally race with end_page_writeback()
clearing it: lru_deactivate_fn() already faced the same race, and
correctly concluded that the window is small and the issue non-critical.

With these changes, the test runs indefinitely without OOMing on ext4,
ext3 and ext2: I'll move on to test with other filesystems later.

Trivia: invert conditions for a clearer block without an else, and goto
keep_locked to do the unlock_page.

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujtisu.com>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Ying Han <yinghan@google.com>
Cc: Greg Thelen <gthelen@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Fengguang Wu <fengguang.wu@intel.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Dave Chinner <david@fromorbit.com>
Cc: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: prevent OOM with too many dirty pages

The current implementation of dirty pages throttling is not memcg aware
which makes it easy to have memcg LRUs full of dirty pages.  Without
throttling, these LRUs can be scanned faster than the rate of writeback,
leading to memcg OOM conditions when the hard limit is small.

This patch fixes the problem by throttling the allocating process
(possibly a writer) during the hard limit reclaim by waiting on
PageReclaim pages.  We are waiting only for PageReclaim pages because
those are the pages that made one full round over LRU and that means that
the writeback is much slower than scanning.

The solution is far from being ideal - long term solution is memcg aware
dirty throttling - but it is meant to be a band aid until we have a real
fix.  We are seeing this happening during nightly backups which are placed
into containers to prevent from eviction of the real working set.

The change affects only memcg reclaim and only when we encounter
PageReclaim pages which is a signal that the reclaim doesn't catch up on
with the writers so somebody should be throttled.  This could be
potentially unfair because it could be somebody else from the group who
gets throttled on behalf of the writer but as writers need to allocate as
well and they allocate in higher rate the probability that only innocent
processes would be penalized is not that high.

I have tested this change by a simple dd copying /dev/zero to tmpfs or
ext3 running under small memcg (1G copy under 5M, 60M, 300M and 2G
containers) and dd got killed by OOM killer every time.  With the patch I
could run the dd with the same size under 5M controller without any OOM.
The issue is more visible with slower devices for output.

* With the patch
================
* tmpfs size=2G
---------------
$ vim cgroup_cache_oom_test.sh
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 5M
using Limit 5M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 30.4049 s, 34.5 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 60M
using Limit 60M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 31.4561 s, 33.3 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 300M
using Limit 300M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 20.4618 s, 51.2 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 2G
using Limit 2G for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 1.42172 s, 738 MB/s

* ext3
------
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 5M
using Limit 5M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 27.9547 s, 37.5 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 60M
using Limit 60M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 30.3221 s, 34.6 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 300M
using Limit 300M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 24.5764 s, 42.7 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 2G
using Limit 2G for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 3.35828 s, 312 MB/s

* Without the patch
===================
* tmpfs size=2G
---------------
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 5M
using Limit 5M for group
./cgroup_cache_oom_test.sh: line 46:  4668 Killed                  dd if=/dev/zero of=$OUT/zero bs=1M count=$count
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 60M
using Limit 60M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 25.4989 s, 41.1 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 300M
using Limit 300M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 24.3928 s, 43.0 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 2G
using Limit 2G for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 1.49797 s, 700 MB/s

* ext3
------
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 5M
using Limit 5M for group
./cgroup_cache_oom_test.sh: line 46:  4689 Killed                  dd if=/dev/zero of=$OUT/zero bs=1M count=$count
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 60M
using Limit 60M for group
./cgroup_cache_oom_test.sh: line 46:  4692 Killed                  dd if=/dev/zero of=$OUT/zero bs=1M count=$count
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 300M
using Limit 300M for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 20.248 s, 51.8 MB/s
$ ./cgroup_cache_oom_test.sh 2G
using Limit 2G for group
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 2.85201 s, 368 MB/s

[akpm@linux-foundation.org: tweak changelog, reordered the test to optimize for CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR=n]
[hughd@google.com: fix deadlock with loop driver]
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujtisu.com>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Ying Han <yinghan@google.com>
Cc: Greg Thelen <gthelen@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Reviewed-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Reviewed-by: Fengguang Wu <fengguang.wu@intel.com>
Signed-off-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: mmu_notifier: fix freed page still mapped in secondary MMU

mmu_notifier_release() is called when the process is exiting.  It will
delete all the mmu notifiers.  But at this time the page belonging to the
process is still present in page tables and is present on the LRU list, so
this race will happen:

      CPU 0                 CPU 1
mmu_notifier_release:    try_to_unmap:
   hlist_del_init_rcu(&mn->hlist);
                            ptep_clear_flush_notify:
                                  mmu nofifler not found
                            free page  !!!!!!
                            /*
                             * At the point, the page has been
                             * freed, but it is still mapped in
                             * the secondary MMU.
                             */

  mn->ops->release(mn, mm);

Then the box is not stable and sometimes we can get this bug:

[  738.075923] BUG: Bad page state in process migrate-perf  pfn:03bec
[  738.075931] page:ffffea00000efb00 count:0 mapcount:0 mapping:          (null) index:0x8076
[  738.075936] page flags: 0x20000000000014(referenced|dirty)

The same issue is present in mmu_notifier_unregister().

We can call ->release before deleting the notifier to ensure the page has
been unmapped from the secondary MMU before it is freed.

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Cc: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Cc: Paul Gortmaker <paul.gortmaker@windriver.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: only check anon swapin page charges for swap cache

shmem knows for sure that the page is in swap cache when attempting to
charge a page, because the cache charge entry function has a check for it.
Only anon pages may be removed from swap cache already when trying to
charge their swapin.

Adjust the comment, though: '4969c11 mm: fix swapin race condition' added
a stable PageSwapCache check under the page lock in the do_swap_page()
before calling the memory controller, so it's unuse_pte()'s pte_same()
that may fail.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: only check swap cache pages for repeated charging

Only anon and shmem pages in the swap cache are attempted to be charged
multiple times, from every swap pte fault or from shmem_unuse().  No other
pages require checking PageCgroupUsed().

Charging pages in the swap cache is also serialized by the page lock, and
since both the try_charge and commit_charge are called under the same page
lock section, the PageCgroupUsed() check might as well happen before the
counter charging, let alone reclaim.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: split swapin charge function into private and public part

When shmem is charged upon swapin, it does not need to check twice whether
the memory controller is enabled.

Also, shmem pages do not have to be checked for everything that regular
anon pages have to be checked for, so let shmem use the internal version
directly and allow future patches to move around checks that are only
required when swapping in anon pages.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: remove needless !mm fixup to init_mm when charging

It does not matter to __mem_cgroup_try_charge() if the passed mm is NULL
or init_mm, it will charge the root memcg in either case.

Also fix up the comment in __mem_cgroup_try_charge() that claimed the
init_mm would be charged when no mm was passed.  It's not really
incorrect, but confusing.  Clarify that the root memcg is charged in this
case.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: remove unneeded shmem charge type

shmem page charges have not needed a separate charge type to tell them
from regular file pages since 08e552c ("memcg: synchronized LRU").

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: move swapin charge functions above callsites

Charging cache pages may require swapin in the shmem case.  Save the
forward declaration and just move the swapin functions above the cache
charging functions.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: only check for PageSwapCache when uncharging anon

Only anon pages that are uncharged at the time of the last page table
mapping vanishing may be in swapcache.

When shmem pages, file pages, swap-freed anon pages, or just migrated
pages are uncharged, they are known for sure to be not in swapcache.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: push down PageSwapCache check into uncharge entry functions

Not all uncharge paths need to check if the page is swapcache, some of
them can know for sure.

Push down the check into all callsites of uncharge_common() so that the
patch that removes some of them is more obvious.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: swapfile: clean up unuse_pte race handling

The conditional mem_cgroup_cancel_charge_swapin() is a leftover from when
the function would continue to reestablish the page even after
mem_cgroup_try_charge_swapin() failed.  After 85d9fc8 "memcg: fix refcnt
handling at swapoff", the condition is always true when this code is
reached.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: fix compaction/migration failing due to memcg limits

Compaction (and page migration in general) can currently be hindered
through pages being owned by memory cgroups that are at their limits and
unreclaimable.

The reason is that the replacement page is being charged against the limit
while the page being replaced is also still charged.  But this seems
unnecessary, given that only one of the two pages will still be in use
after migration finishes.

This patch changes the memcg migration sequence so that the replacement
page is not charged.  Whatever page is still in use after successful or
failed migration gets to keep the charge of the page that was going to be
replaced.

The replacement page will still show up temporarily in the rss/cache
statistics, this can be fixed in a later patch as it's less urgent.

Reported-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Wanpeng Li <liwp.linux@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

swapfile: avoid dereferencing bd_disk during swap_entry_free for network storage

Commit b3a27d ("swap: Add swap slot free callback to
block_device_operations") dereferences p->bdev->bd_disk but this is a NULL
dereference if using swap-over-NFS.  This patch checks SWP_BLKDEV on the
swap_info_struct before dereferencing.

With reference to this callback, Christoph Hellwig stated "Please just
remove the callback entirely.  It has no user outside the staging tree and
was added clearly against the rules for that staging tree".  This would
also be my preference but there was not an obvious way of keeping zram in
staging/ happy.

Signed-off-by: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

nfs: prevent page allocator recursions with swap over NFS.

GFP_NOFS is _more_ permissive than GFP_NOIO in that it will initiate IO,
just not of any filesystem data.

The problem is that previously NOFS was correct because that avoids
recursion into the NFS code.  With swap-over-NFS, it is no longer correct
as swap IO can lead to this recursion.

Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

nfs: enable swap on NFS

Implement the new swapfile a_ops for NFS and hook up ->direct_IO.  This
will set the NFS socket to SOCK_MEMALLOC and run socket reconnect under
PF_MEMALLOC as well as reset SOCK_MEMALLOC before engaging the protocol
->connect() method.

PF_MEMALLOC should allow the allocation of struct socket and related
objects and the early (re)setting of SOCK_MEMALLOC should allow us to
receive the packets required for the TCP connection buildup.

[jlayton@redhat.com: Restore PF_MEMALLOC task flags in all cases]
[dfeng@redhat.com: Fix handling of multiple swap files]
[a.p.zijlstra@chello.nl: Original patch]
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

nfs: disable data cache revalidation for swapfiles

The VM does not like PG_private set on PG_swapcache pages.  As suggested
by Trond in http://lkml.org/lkml/2006/8/25/348, this patch disables NFS
data cache revalidation on swap files.  as it does not make sense to have
other clients change the file while it is being used as swap.  This avoids
setting PG_private on swap pages, since there ought to be no further races
with invalidate_inode_pages2() to deal with.

Since we cannot set PG_private we cannot use page->private which is
already used by PG_swapcache pages to store the nfs_page.  Thus augment
the new nfs_page_find_request logic.

Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

nfs: teach the NFS client how to treat PG_swapcache pages

Replace all relevant occurences of page->index and page->mapping in the
NFS client with the new page_file_index() and page_file_mapping()
functions.

Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: add support for direct_IO to highmem pages

The patch "mm: add support for a filesystem to activate swap files and use
direct_IO for writing swap pages" added support for using direct_IO to
write swap pages but it is insufficient for highmem pages.

To support highmem pages, this patch kmaps() the page before calling the
direct_IO() handler.  As direct_IO deals with virtual addresses an
additional helper is necessary for get_kernel_pages() to lookup the struct
page for a kmap virtual address.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: swap: implement generic handler for swap_activate

The version of swap_activate introduced is sufficient for swap-over-NFS
but would not provide enough information to implement a generic handler.
This patch shuffles things slightly to ensure the same information is
available for aops->swap_activate() as is available to the core.

No functionality change.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: add support for a filesystem to activate swap files and use direct_IO for writing swap pages

Currently swapfiles are managed entirely by the core VM by using ->bmap to
allocate space and write to the blocks directly.  This effectively ensures
that the underlying blocks are allocated and avoids the need for the swap
subsystem to locate what physical blocks store offsets within a file.

If the swap subsystem is to use the filesystem information to locate the
blocks, it is critical that information such as block groups, block
bitmaps and the block descriptor table that map the swap file were
resident in memory.  This patch adds address_space_operations that the VM
can call when activating or deactivating swap backed by a file.

  int swap_activate(struct file *);
  int swap_deactivate(struct file *);

The ->swap_activate() method is used to communicate to the file that the
VM relies on it, and the address_space should take adequate measures such
as reserving space in the underlying device, reserving memory for mempools
and pinning information such as the block descriptor table in memory.  The
->swap_deactivate() method is called on sys_swapoff() if ->swap_activate()
returned success.

After a successful swapfile ->swap_activate, the swapfile is marked
SWP_FILE and swapper_space.a_ops will proxy to
sis->swap_file->f_mappings->a_ops using ->direct_io to write swapcache
pages and ->readpage to read.

It is perfectly possible that direct_IO be used to read the swap pages but
it is an unnecessary complication.  Similarly, it is possible that
->writepage be used instead of direct_io to write the pages but filesystem
developers have stated that calling writepage from the VM is undesirable
for a variety of reasons and using direct_IO opens up the possibility of
writing back batches of swap pages in the future.

[a.p.zijlstra@chello.nl: Original patch]
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: add get_kernel_page[s] for pinning of kernel addresses for I/O

This patch adds two new APIs get_kernel_pages() and get_kernel_page() that
may be used to pin a vector of kernel addresses for IO.  The initial user
is expected to be NFS for allowing pages to be written to swap using
aops->direct_IO().  Strictly speaking, swap-over-NFS only needs to pin one
page for IO but it makes sense to express the API in terms of a vector and
add a helper for pinning single pages.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Reviewed-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Cc: Mark Salter <msalter@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: methods for teaching filesystems about PG_swapcache pages

In order to teach filesystems to handle swap cache pages, three new page
functions are introduced:

  pgoff_t page_file_index(struct page *);
  loff_t page_file_offset(struct page *);
  struct address_space *page_file_mapping(struct page *);

page_file_index() - gives the offset of this page in the file in
PAGE_CACHE_SIZE blocks.  Like page->index is for mapped pages, this
function also gives the correct index for PG_swapcache pages.

page_file_offset() - uses page_file_index(), so that it will give the
expected result, even for PG_swapcache pages.

page_file_mapping() - gives the mapping backing the actual page; that is
for swap cache pages it will give swap_file->f_mapping.

Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Reviewed-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

selinux: tag avc cache alloc as non-critical

Failing to allocate a cache entry will only harm performance not
correctness.  Do not consume valuable reserve pages for something like
that.

Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Eric Paris <eparis@redhat.com>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: James Morris <jmorris@namei.org>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Xiaotian Feng <dfeng@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

netvm: prevent a stream-specific deadlock

This patch series is based on top of "Swap-over-NBD without deadlocking
v15" as it depends on the same reservation of PF_MEMALLOC reserves logic.

When a user or administrator requires swap for their application, they
create a swap partition and file, format it with mkswap and activate it
with swapon.  In diskless systems this is not an option so if swap if
required then swapping over the network is considered.  The two likely
scenarios are when blade servers are used as part of a cluster where the
form factor or maintenance costs do not allow the use of disks and thin
clients.

The Linux Terminal Server Project recommends the use of the Network Block
Device (NBD) for swap but this is not always an option.  There is no
guarantee that the network attached storage (NAS) device is running Linux
or supports NBD.  However, it is likely that it supports NFS so there are
users that want support for swapping over NFS despite any performance
concern.  Some distributions currently carry patches that support swapping
over NFS but it would be preferable to support it in the mainline kernel.

Patch 1 avoids a stream-specific deadlock that potentially affects TCP.

Patch 2 is a small modification to SELinux to avoid using PFMEMALLOC
reserves.

Patch 3 adds three helpers for filesystems to handle swap cache pages.
For example, page_file_mapping() returns page->mapping for
file-backed pages and the address_space of the underlying
swap file for swap cache pages.

Patch 4 adds two address_space_operations to allow a filesystem
to pin all metadata relevant to a swapfile in memory. Upon
successful activation, the swapfile is marked SWP_FILE and
the address space operation ->direct_IO is used for writing
and ->readpage for reading in swap pages.

Patch 5 notes that patch 3 is bolting
filesystem-specific-swapfile-support onto the side and that
the default handlers have different information to what
is available to the filesystem. This patch refactors the
code so that there are generic handlers for each of the new
address_space operations.

Patch 6 adds an API to allow a vector of kernel addresses to be
translated to struct pages and pinned for IO.

Patch 7 adds support for using highmem pages for swap by kmapping
the pages before calling the direct_IO handler.

Patch 8 updates NFS to use the helpers from patch 3 where necessary.

Patch 9 avoids setting PF_private on PG_swapcache pages within NFS.

Patch 10 implements the new swapfile-related address_space operations
for NFS and teaches the direct IO handler how to manage
kernel addresses.

Patch 11 prevents page allocator recursions in NFS by using GFP_NOIO
where appropriate.

Patch 12 fixes a NULL pointer dereference that occurs when using
swap-over-NFS.

With the patches applied, it is possible to mount a swapfile that is on an
NFS filesystem.  Swap performance is not great with a swap stress test
taking roughly twice as long to complete than if the swap device was
backed by NBD.

This patch: netvm: prevent a stream-specific deadlock

It could happen that all !SOCK_MEMALLOC sockets have buffered so much data
that we're over the global rmem limit.  This will prevent SOCK_MEMALLOC
buffers from receiving data, which will prevent userspace from running,
which is needed to reduce the buffered data.

Fix this by exempting the SOCK_MEMALLOC sockets from the rmem limit.  Once
this change it applied, it is important that sockets that set
SOCK_MEMALLOC do not clear the flag until the socket is being torn down.
If this happens, a warning is generated and the tokens reclaimed to avoid
accounting errors until the bug is fixed.

[davem@davemloft.net: Warning about clearing SOCK_MEMALLOC]
Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: account for the number of times direct reclaimers get throttled

Under significant pressure when writing back to network-backed storage,
direct reclaimers may get throttled.  This is expected to be a short-lived
event and the processes get woken up again but processes do get stalled.
This patch counts how many times such stalling occurs.  It's up to the
administrator whether to reduce these stalls by increasing
min_free_kbytes.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: throttle direct reclaimers if PF_MEMALLOC reserves are low and swap is backed by network storage

If swap is backed by network storage such as NBD, there is a risk that a
large number of reclaimers can hang the system by consuming all
PF_MEMALLOC reserves.  To avoid these hangs, the administrator must tune
min_free_kbytes in advance which is a bit fragile.

This patch throttles direct reclaimers if half the PF_MEMALLOC reserves
are in use.  If the system is routinely getting throttled the system
administrator can increase min_free_kbytes so degradation is smoother but
the system will keep running.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

nbd: set SOCK_MEMALLOC for access to PFMEMALLOC reserves

Set SOCK_MEMALLOC on the NBD socket to allow access to PFMEMALLOC reserves
so pages backed by NBD, particularly if swap related, can be cleaned to
prevent the machine being deadlocked.  It is still possible that the
PFMEMALLOC reserves get depleted resulting in deadlock but this can be
resolved by the administrator by increasing min_free_kbytes.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: micro-optimise slab to avoid a function call

Getting and putting objects in SLAB currently requires a function call but
the bulk of the work is related to PFMEMALLOC reserves which are only
consumed when network-backed storage is critical.  Use an inline function
to determine if the function call is required.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

netvm: set PF_MEMALLOC as appropriate during SKB processing

In order to make sure pfmemalloc packets receive all memory needed to
proceed, ensure processing of pfmemalloc SKBs happens under PF_MEMALLOC.
This is limited to a subset of protocols that are expected to be used for
writing to swap.  Taps are not allowed to use PF_MEMALLOC as these are
expected to communicate with userspace processes which could be paged out.

[a.p.zijlstra@chello.nl: Ideas taken from various patches]
[jslaby@suse.cz: Lock imbalance fix]
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

netvm: propagate page->pfmemalloc from skb_alloc_page to skb

The skb->pfmemalloc flag gets set to true iff during the slab allocation
of data in __alloc_skb that the the PFMEMALLOC reserves were used.  If
page splitting is used, it is possible that pages will be allocated from
the PFMEMALLOC reserve without propagating this information to the skb.
This patch propagates page->pfmemalloc from pages allocated for fragments
to the skb.

It works by reintroducing and expanding the skb_alloc_page() API to take
an skb.  If the page was allocated from pfmemalloc reserves, it is
automatically copied.  If the driver allocates the page before the skb, it
should call skb_propagate_pfmemalloc() after the skb is allocated to
ensure the flag is copied properly.

Failure to do so is not critical.  The resulting driver may perform slower
if it is used for swap-over-NBD or swap-over-NFS but it should not result
in failure.

[davem@davemloft.net: API rename and consistency]
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

netvm: propagate page->pfmemalloc to skb

The skb->pfmemalloc flag gets set to true iff during the slab allocation
of data in __alloc_skb that the the PFMEMALLOC reserves were used.  If the
packet is fragmented, it is possible that pages will be allocated from the
PFMEMALLOC reserve without propagating this information to the skb.  This
patch propagates page->pfmemalloc from pages allocated for fragments to
the skb.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

netvm: allow skb allocation to use PFMEMALLOC reserves

Change the skb allocation API to indicate RX usage and use this to fall
back to the PFMEMALLOC reserve when needed.  SKBs allocated from the
reserve are tagged in skb->pfmemalloc.  If an SKB is allocated from the
reserve and the socket is later found to be unrelated to page reclaim, the
packet is dropped so that the memory remains available for page reclaim.
Network protocols are expected to recover from this packet loss.

[a.p.zijlstra@chello.nl: Ideas taken from various patches]
[davem@davemloft.net: Use static branches, coding style corrections]
[sebastian@breakpoint.cc: Avoid unnecessary cast, fix !CONFIG_NET build]
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

netvm: allow the use of __GFP_MEMALLOC by specific sockets

Allow specific sockets to be tagged SOCK_MEMALLOC and use __GFP_MEMALLOC
for their allocations.  These sockets will be able to go below watermarks
and allocate from the emergency reserve.  Such sockets are to be used to
service the VM (iow.  to swap over).  They must be handled kernel side,
exposing such a socket to user-space is a bug.

There is a risk that the reserves be depleted so for now, the
administrator is responsible for increasing min_free_kbytes as necessary
to prevent deadlock for their workloads.

[a.p.zijlstra@chello.nl: Original patches]
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

net: introduce sk_gfp_atomic() to allow addition of GFP flags depending on the individual socket

Introduce sk_gfp_atomic(), this function allows to inject sock specific
flags to each sock related allocation.  It is only used on allocation
paths that may be required for writing pages back to network storage.

[davem@davemloft.net: Use sk_gfp_atomic only when necessary]
Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: ignore mempolicies when using ALLOC_NO_WATERMARK

The reserve is proportionally distributed over all !highmem zones in the
system.  So we need to allow an emergency allocation access to all zones.
In order to do that we need to break out of any mempolicy boundaries we
might have.

In my opinion that does not break mempolicies as those are user oriented
and not system oriented.  That is, system allocations are not guaranteed
to be within mempolicy boundaries.  For instance IRQs do not even have a
mempolicy.

So breaking out of mempolicy boundaries for 'rare' emergency allocations,
which are always system allocations (as opposed to user) is ok.

Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: only set page->pfmemalloc when ALLOC_NO_WATERMARKS was used

__alloc_pages_slowpath() is called when the number of free pages is below
the low watermark.  If the caller is entitled to use ALLOC_NO_WATERMARKS
then the page will be marked page->pfmemalloc.  This protects more pages
than are strictly necessary as we only need to protect pages allocated
below the min watermark (the pfmemalloc reserves).

This patch only sets page->pfmemalloc when ALLOC_NO_WATERMARKS was
required to allocate the page.

[rientjes@google.com: David noticed the problem during review]
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: allow PF_MEMALLOC from softirq context

This is needed to allow network softirq packet processing to make use of
PF_MEMALLOC.

Currently softirq context cannot use PF_MEMALLOC due to it not being
associated with a task, and therefore not having task flags to fiddle with
- thus the gfp to alloc flag mapping ignores the task flags when in
interrupts (hard or soft) context.

Allowing softirqs to make use of PF_MEMALLOC therefore requires some
trickery.  This patch borrows the task flags from whatever process happens
to be preempted by the softirq.  It then modifies the gfp to alloc flags
mapping to not exclude task flags in softirq context, and modify the
softirq code to save, clear and restore the PF_MEMALLOC flag.

The save and clear, ensures the preempted task's PF_MEMALLOC flag doesn't
leak into the softirq.  The restore ensures a softirq's PF_MEMALLOC flag
cannot leak back into the preempted process.  This should be safe due to
the following reasons

Softirqs can run on multiple CPUs sure but the same task should not be
executing the same softirq code. Neither should the softirq
handler be preempted by any other softirq handler so the flags
should not leak to an unrelated softirq.

Softirqs re-enable hardware interrupts in __do_softirq() so can be
preempted by hardware interrupts so PF_MEMALLOC is inherited
by the hard IRQ. However, this is similar to a process in
reclaim being preempted by a hardirq. While PF_MEMALLOC is
set, gfp_to_alloc_flags() distinguishes between hard and
soft irqs and avoids giving a hardirq the ALLOC_NO_WATERMARKS
flag.

If the softirq is deferred to ksoftirq then its flags may be used
        instead of a normal tasks but as the softirq cannot be preempted,
        the PF_MEMALLOC flag does not leak to other code by accident.

[davem@davemloft.net: Document why PF_MEMALLOC is safe]
Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: introduce __GFP_MEMALLOC to allow access to emergency reserves

__GFP_MEMALLOC will allow the allocation to disregard the watermarks, much
like PF_MEMALLOC.  It allows one to pass along the memalloc state in
object related allocation flags as opposed to task related flags, such as
sk->sk_allocation.  This removes the need for ALLOC_PFMEMALLOC as callers
using __GFP_MEMALLOC can get the ALLOC_NO_WATERMARK flag which is now
enough to identify allocations related to page reclaim.

Signed-off-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: slub: optimise the SLUB fast path to avoid pfmemalloc checks

This patch removes the check for pfmemalloc from the alloc hotpath and
puts the logic after the election of a new per cpu slab.  For a pfmemalloc
page we do not use the fast path but force the use of the slow path which
is also used for the debug case.

This has the side-effect of weakening pfmemalloc processing in the
following way;

1. A process that is allocating for network swap calls __slab_alloc.
   pfmemalloc_match is true so the freelist is loaded and c->freelist is
   now pointing to a pfmemalloc page.

2. A process that is attempting normal allocations calls slab_alloc,
   finds the pfmemalloc page on the freelist and uses it because it did
   not check pfmemalloc_match()

The patch allows non-pfmemalloc allocations to use pfmemalloc pages with
the kmalloc slabs being the most vunerable caches on the grounds they
are most likely to have a mix of pfmemalloc and !pfmemalloc requests. A
later patch will still protect the system as processes will get throttled
if the pfmemalloc reserves get depleted but performance will not degrade
as smoothly.

[mgorman@suse.de: Expanded changelog]
Signed-off-by: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: sl[au]b: add knowledge of PFMEMALLOC reserve pages

When a user or administrator requires swap for their application, they
create a swap partition and file, format it with mkswap and activate it
with swapon.  Swap over the network is considered as an option in diskless
systems.  The two likely scenarios are when blade servers are used as part
of a cluster where the form factor or maintenance costs do not allow the
use of disks and thin clients.

The Linux Terminal Server Project recommends the use of the Network Block
Device (NBD) for swap according to the manual at
https://sourceforge.net/projects/ltsp/files/Docs-Admin-Guide/LTSPManual.pdf/download
There is also documentation and tutorials on how to setup swap over NBD at
places like https://help.ubuntu.com/community/UbuntuLTSP/EnableNBDSWAP The
nbd-client also documents the use of NBD as swap.  Despite this, the fact
is that a machine using NBD for swap can deadlock within minutes if swap
is used intensively.  This patch series addresses the problem.

The core issue is that network block devices do not use mempools like
normal block devices do.  As the host cannot control where they receive
packets from, they cannot reliably work out in advance how much memory
they might need.  Some years ago, Peter Zijlstra developed a series of
patches that supported swap over an NFS that at least one distribution is
carrying within their kernels.  This patch series borrows very heavily
from Peter's work to support swapping over NBD as a pre-requisite to
supporting swap-over-NFS.  The bulk of the complexity is concerned with
preserving memory that is allocated from the PFMEMALLOC reserves for use
by the network layer which is needed for both NBD and NFS.

Patch 1 adds knowledge of the PFMEMALLOC reserves to SLAB and SLUB to
preserve access to pages allocated under low memory situations
to callers that are freeing memory.

Patch 2 optimises the SLUB fast path to avoid pfmemalloc checks

Patch 3 introduces __GFP_MEMALLOC to allow access to the PFMEMALLOC
reserves without setting PFMEMALLOC.

Patch 4 opens the possibility for softirqs to use PFMEMALLOC reserves
for later use by network packet processing.

Patch 5 only sets page->pfmemalloc when ALLOC_NO_WATERMARKS was required

Patch 6 ignores memory policies when ALLOC_NO_WATERMARKS is set.

Patches 7-12 allows network processing to use PFMEMALLOC reserves when
the socket has been marked as being used by the VM to clean pages. If
packets are received and stored in pages that were allocated under
low-memory situations and are unrelated to the VM, the packets
are dropped.

Patch 11 reintroduces __skb_alloc_page which the networking
folk may object to but is needed in some cases to propogate
pfmemalloc from a newly allocated page to an skb. If there is a
strong objection, this patch can be dropped with the impact being
that swap-over-network will be slower in some cases but it should
not fail.

Patch 13 is a micro-optimisation to avoid a function call in the
common case.

Patch 14 tags NBD sockets as being SOCK_MEMALLOC so they can use
PFMEMALLOC if necessary.

Patch 15 notes that it is still possible for the PFMEMALLOC reserve
to be depleted. To prevent this, direct reclaimers get throttled on
a waitqueue if 50% of the PFMEMALLOC reserves are depleted.  It is
expected that kswapd and the direct reclaimers already running
will clean enough pages for the low watermark to be reached and
the throttled processes are woken up.

Patch 16 adds a statistic to track how often processes get throttled

Some basic performance testing was run using kernel builds, netperf on
loopback for UDP and TCP, hackbench (pipes and sockets), iozone and
sysbench.  Each of them were expected to use the sl*b allocators
reasonably heavily but there did not appear to be significant performance
variances.

For testing swap-over-NBD, a machine was booted with 2G of RAM with a
swapfile backed by NBD.  8*NUM_CPU processes were started that create
anonymous memory mappings and read them linearly in a loop.  The total
size of the mappings were 4*PHYSICAL_MEMORY to use swap heavily under
memory pressure.

Without the patches and using SLUB, the machine locks up within minutes
and runs to completion with them applied.  With SLAB, the story is
different as an unpatched kernel run to completion.  However, the patched
kernel completed the test 45% faster.

MICRO
                                         3.5.0-rc2 3.5.0-rc2
 vanilla     swapnbd
Unrecognised test vmscan-anon-mmap-write
MMTests Statistics: duration
Sys Time Running Test (seconds)             197.80    173.07
User+Sys Time Running Test (seconds)        206.96    182.03
Total Elapsed Time (seconds)               3240.70   1762.09

This patch: mm: sl[au]b: add knowledge of PFMEMALLOC reserve pages

Allocations of pages below the min watermark run a risk of the machine
hanging due to a lack of memory.  To prevent this, only callers who have
PF_MEMALLOC or TIF_MEMDIE set and are not processing an interrupt are
allowed to allocate with ALLOC_NO_WATERMARKS.  Once they are allocated to
a slab though, nothing prevents other callers consuming free objects
within those slabs.  This patch limits access to slab pages that were
alloced from the PFMEMALLOC reserves.

When this patch is applied, pages allocated from below the low watermark
are returned with page->pfmemalloc set and it is up to the caller to
determine how the page should be protected.  SLAB restricts access to any
page with page->pfmemalloc set to callers which are known to able to
access the PFMEMALLOC reserve.  If one is not available, an attempt is
made to allocate a new page rather than use a reserve.  SLUB is a bit more
relaxed in that it only records if the current per-CPU page was allocated
from PFMEMALLOC reserve and uses another partial slab if the caller does
not have the necessary GFP or process flags.  This was found to be
sufficient in tests to avoid hangs due to SLUB generally maintaining
smaller lists than SLAB.

In low-memory conditions it does mean that !PFMEMALLOC allocators can fail
a slab allocation even though free objects are available because they are
being preserved for callers that are freeing pages.

[a.p.zijlstra@chello.nl: Original implementation]
[sebastian@breakpoint.cc: Correct order of page flag clearing]
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: David Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Neil Brown <neilb@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Cc: Mike Christie <michaelc@cs.wisc.edu>
Cc: Eric B Munson <emunson@mgebm.net>
Cc: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Cc: Sebastian Andrzej Siewior <sebastian@breakpoint.cc>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memory-hotplug: fix kswapd looping forever problem

When hotplug offlining happens on zone A, it starts to mark freed page as
MIGRATE_ISOLATE type in buddy for preventing further allocation.
(MIGRATE_ISOLATE is very irony type because it's apparently on buddy but
we can't allocate them).

When the memory shortage happens during hotplug offlining, current task
starts to reclaim, then wake up kswapd.  Kswapd checks watermark, then go
sleep because current zone_watermark_ok_safe doesn't consider
MIGRATE_ISOLATE freed page count.  Current task continue to reclaim in
direct reclaim path without kswapd's helping.  The problem is that
zone->all_unreclaimable is set by only kswapd so that current task would
be looping forever like below.

__alloc_pages_slowpath
restart:
wake_all_kswapd
rebalance:
__alloc_pages_direct_reclaim
do_try_to_free_pages
if global_reclaim && !all_unreclaimable
return 1; /* It means we did did_some_progress */
skip __alloc_pages_may_oom
should_alloc_retry
goto rebalance;

If we apply KOSAKI's patch[1] which doesn't depends on kswapd about
setting zone->all_unreclaimable, we can solve this problem by killing some
task in direct reclaim path.  But it doesn't wake up kswapd, still.  It
could be a problem still if other subsystem needs GFP_ATOMIC request.  So
kswapd should consider MIGRATE_ISOLATE when it calculate free pages BEFORE
going sleep.

This patch counts the number of MIGRATE_ISOLATE page block and
zone_watermark_ok_safe will consider it if the system has such blocks
(fortunately, it's very rare so no problem in POV overhead and kswapd is
never hotpath).

Copy/modify from Mel's quote
"
Ideal solution would be "allocating" the pageblock.
It would keep the free space accounting as it is but historically,
memory hotplug didn't allocate pages because it would be difficult to
detect if a pageblock was isolated or if part of some balloon.
Allocating just full pageblocks would work around this, However,
it would play very badly with CMA.
"

[1] http://lkml.org/lkml/2012/6/14/74

[akpm@linux-foundation.org: simplify nr_zone_isolate_freepages(), rework zone_watermark_ok_safe() comment, simplify set_pageblock_isolate() and restore_pageblock_isolate()]
[akpm@linux-foundation.org: fix CONFIG_MEMORY_ISOLATION=n build]
Signed-off-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Suggested-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Tested-by: Aaditya Kumar <aaditya.kumar.30@gmail.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: fix free page check in zone_watermark_ok()

__zone_watermark_ok currently compares free_pages which is a signed type
with z->lowmem_reserve[classzone_idx] which is unsigned which might lead
to sign overflow if free_pages doesn't satisfy the given order (or it came
as negative already) and then we rely on the following order loop to fix
it (which doesn't work for order-0).  Let's fix the type conversion and do
not rely on the given value of free_pages or follow up fixups.

This patch fixes it because "memory-hotplug: fix kswapd looping forever
problem" depends on this.

As benefit of this patch, it doesn't rely on the loop to exit
__zone_watermark_ok in case of high order check and make the first test
effective.(ie, if (free_pages <= min + lowmem_reserve))

Aaditya reported this problem when he test my hotplug patch.

Reported-off-by: Aaditya Kumar <aaditya.kumar@ap.sony.com>
Tested-by: Aaditya Kumar <aaditya.kumar@ap.sony.com>
Signed-off-by: Aaditya Kumar <aaditya.kumar@ap.sony.com>
Signed-off-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Reviewed-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: factor out memory isolate functions

mm/page_alloc.c has some memory isolation functions but they are used only
when we enable CONFIG_{CMA|MEMORY_HOTPLUG|MEMORY_FAILURE}.  So let's make
it configurable by new CONFIG_MEMORY_ISOLATION so that it can reduce
binary size and we can check it simple by CONFIG_MEMORY_ISOLATION, not if
defined CONFIG_{CMA|MEMORY_HOTPLUG|MEMORY_FAILURE}.

Signed-off-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Andi Kleen <andi@firstfloor.org>
Cc: Marek Szyprowski <m.szyprowski@samsung.com>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm, memcg: move all oom handling to memcontrol.c

By globally defining check_panic_on_oom(), the memcg oom handler can be
moved entirely to mm/memcontrol.c.  This removes the ugly #ifdef in the
oom killer and cleans up the code.

Signed-off-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Oleg Nesterov <oleg@redhat.com>
Cc: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm, oom: reduce dependency on tasklist_lock

Since exiting tasks require write_lock_irq(&tasklist_lock) several times,
try to reduce the amount of time the readside is held for oom kills.  This
makes the interface with the memcg oom handler more consistent since it
now never needs to take tasklist_lock unnecessarily.

The only time the oom killer now takes tasklist_lock is when iterating the
children of the selected task, everything else is protected by
rcu_read_lock().

This requires that a reference to the selected process, p, is grabbed
before calling oom_kill_process().  It may release it and grab a reference
on another one of p's threads if !p->mm, but it also guarantees that it
will release the reference before returning.

[hughd@google.com: fix duplicate put_task_struct()]
Signed-off-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Reviewed-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Oleg Nesterov <oleg@redhat.com>
Cc: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>