mm/swap.c

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