mm/swap.c

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