SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - 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/module.h>
  25 #include <linux/mm_inline.h>
  26 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page() */
  27 #include <linux/percpu_counter.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
  34 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
  35 int page_cluster;
  36
  37 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec[NR_LRU_LISTS], lru_add_pvecs);
  38 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_rotate_pvecs);
  39
  40 /*
  41  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
  42  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
  43  */
  44 static void __page_cache_release(struct page *page)
  45 {
  46         if (PageLRU(page)) {
  47                 unsigned long flags;
  48                 struct zone *zone = page_zone(page);
  49
  50                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
  51                 VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
  52                 __ClearPageLRU(page);
  53                 del_page_from_lru(zone, page);
  54                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
  55         }
  56         free_hot_page(page);
  57 }
  58
  59 static void put_compound_page(struct page *page)
  60 {
  61         page = compound_head(page);
  62         if (put_page_testzero(page)) {
  63                 compound_page_dtor *dtor;
  64
  65                 dtor = get_compound_page_dtor(page);
  66                 (*dtor)(page);
  67         }
  68 }
  69
  70 void put_page(struct page *page)
  71 {
  72         if (unlikely(PageCompound(page)))
  73                 put_compound_page(page);
  74         else if (put_page_testzero(page))
  75                 __page_cache_release(page);
  76 }
  77 EXPORT_SYMBOL(put_page);
  78
  79 /**
  80  * put_pages_list() - release a list of pages
  81  * @pages: list of pages threaded on page->lru
  82  *
  83  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
  84  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
  85  */
  86 void put_pages_list(struct list_head *pages)
  87 {
  88         while (!list_empty(pages)) {
  89                 struct page *victim;
  90
  91                 victim = list_entry(pages->prev, struct page, lru);
  92                 list_del(&victim->lru);
  93                 page_cache_release(victim);
  94         }
  95 }
  96 EXPORT_SYMBOL(put_pages_list);
  97
  98 /*
  99  * pagevec_move_tail() must be called with IRQ disabled.
 100  * Otherwise this may cause nasty races.
 101  */
 102 static void pagevec_move_tail(struct pagevec *pvec)
 103 {
 104         int i;
 105         int pgmoved = 0;
 106         struct zone *zone = NULL;
 107
 108         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 109                 struct page *page = pvec->pages[i];
 110                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
 111
 112                 if (pagezone != zone) {
 113                         if (zone)
 114                                 spin_unlock(&zone->lru_lock);
 115                         zone = pagezone;
 116                         spin_lock(&zone->lru_lock);
 117                 }
 118                 if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
 119                         int lru = page_is_file_cache(page);
 120                         list_move_tail(&page->lru, &zone->lru[lru].list);
 121                         pgmoved++;
 122                 }
 123         }
 124         if (zone)
 125                 spin_unlock(&zone->lru_lock);
 126         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
 127         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
 128         pagevec_reinit(pvec);
 129 }
 130
 131 /*
 132  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
 133  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
 134  * inactive list.
 135  */
 136 void  rotate_reclaimable_page(struct page *page)
 137 {
 138         if (!PageLocked(page) && !PageDirty(page) && !PageActive(page) &&
 139             PageLRU(page)) {
 140                 struct pagevec *pvec;
 141                 unsigned long flags;
 142
 143                 page_cache_get(page);
 144                 local_irq_save(flags);
 145                 pvec = &__get_cpu_var(lru_rotate_pvecs);
 146                 if (!pagevec_add(pvec, page))
 147                         pagevec_move_tail(pvec);
 148                 local_irq_restore(flags);
 149         }
 150 }
 151
 152 /*
 153  * FIXME: speed this up?
 154  */
 155 void activate_page(struct page *page)
 156 {
 157         struct zone *zone = page_zone(page);
 158
 159         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 160         if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
 161                 int file = page_is_file_cache(page);
 162                 int lru = LRU_BASE + file;
 163                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
 164
 165                 SetPageActive(page);
 166                 lru += LRU_ACTIVE;
 167                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
 168                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
 169                 mem_cgroup_move_lists(page, true);
 170
 171                 zone->recent_rotated[!!file]++;
 172                 zone->recent_scanned[!!file]++;
 173         }
 174         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 175 }
 176
 177 /*
 178  * Mark a page as having seen activity.
 179  *
 180  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
 181  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
 182  * active,unreferenced          ->      active,referenced
 183  */
 184 void mark_page_accessed(struct page *page)
 185 {
 186         if (!PageActive(page) && PageReferenced(page) && PageLRU(page)) {
 187                 activate_page(page);
 188                 ClearPageReferenced(page);
 189         } else if (!PageReferenced(page)) {
 190                 SetPageReferenced(page);
 191         }
 192 }
 193
 194 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
 195
 196 void __lru_cache_add(struct page *page, enum lru_list lru)
 197 {
 198         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs)[lru];
 199
 200         page_cache_get(page);
 201         if (!pagevec_add(pvec, page))
 202                 ____pagevec_lru_add(pvec, lru);
 203         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
 204 }
 205
 206 /**
 207  * lru_cache_add_lru - add a page to a page list
 208  * @page: the page to be added to the LRU.
 209  * @lru: the LRU list to which the page is added.
 210  */
 211 void lru_cache_add_lru(struct page *page, enum lru_list lru)
 212 {
 213         if (PageActive(page)) {
 214                 ClearPageActive(page);
 215         }
 216
 217         VM_BUG_ON(PageLRU(page) || PageActive(page));
 218         __lru_cache_add(page, lru);
 219 }
 220
 221 /*
 222  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
 223  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
 224  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
 225  */
 226 static void drain_cpu_pagevecs(int cpu)
 227 {
 228         struct pagevec *pvecs = per_cpu(lru_add_pvecs, cpu);
 229         struct pagevec *pvec;
 230         int lru;
 231
 232         for_each_lru(lru) {
 233                 pvec = &pvecs[lru - LRU_BASE];
 234                 if (pagevec_count(pvec))
 235                         ____pagevec_lru_add(pvec, lru);
 236         }
 237
 238         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
 239         if (pagevec_count(pvec)) {
 240                 unsigned long flags;
 241
 242                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
 243                 local_irq_save(flags);
 244                 pagevec_move_tail(pvec);
 245                 local_irq_restore(flags);
 246         }
 247 }
 248
 249 void lru_add_drain(void)
 250 {
 251         drain_cpu_pagevecs(get_cpu());
 252         put_cpu();
 253 }
 254
 255 #ifdef CONFIG_NUMA
 256 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
 257 {
 258         lru_add_drain();
 259 }
 260
 261 /*
 262  * Returns 0 for success
 263  */
 264 int lru_add_drain_all(void)
 265 {
 266         return schedule_on_each_cpu(lru_add_drain_per_cpu);
 267 }
 268
 269 #else
 270
 271 /*
 272  * Returns 0 for success
 273  */
 274 int lru_add_drain_all(void)
 275 {
 276         lru_add_drain();
 277         return 0;
 278 }
 279 #endif
 280
 281 /*
 282  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
 283  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
 284  * free it.
 285  *
 286  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
 287  * for the remainder of the operation.
 288  *
 289  * The locking in this function is against shrink_inactive_list(): we recheck
 290  * the page count inside the lock to see whether shrink_inactive_list()
 291  * grabbed the page via the LRU.  If it did, give up: shrink_inactive_list()
 292  * will free it.
 293  */
 294 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
 295 {
 296         int i;
 297         struct pagevec pages_to_free;
 298         struct zone *zone = NULL;
 299         unsigned long uninitialized_var(flags);
 300
 301         pagevec_init(&pages_to_free, cold);
 302         for (i = 0; i < nr; i++) {
 303                 struct page *page = pages[i];
 304
 305                 if (unlikely(PageCompound(page))) {
 306                         if (zone) {
 307                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 308                                 zone = NULL;
 309                         }
 310                         put_compound_page(page);
 311                         continue;
 312                 }
 313
 314                 if (!put_page_testzero(page))
 315                         continue;
 316
 317                 if (PageLRU(page)) {
 318                         struct zone *pagezone = page_zone(page);
 319                         if (pagezone != zone) {
 320                                 if (zone)
 321                                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock,
 322                                                                         flags);
 323                                 zone = pagezone;
 324                                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
 325                         }
 326                         VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
 327                         __ClearPageLRU(page);
 328                         del_page_from_lru(zone, page);
 329                 }
 330
 331                 if (!pagevec_add(&pages_to_free, page)) {
 332                         if (zone) {
 333                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 334                                 zone = NULL;
 335                         }
 336                         __pagevec_free(&pages_to_free);
 337                         pagevec_reinit(&pages_to_free);
 338                 }
 339         }
 340         if (zone)
 341                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 342
 343         pagevec_free(&pages_to_free);
 344 }
 345
 346 /*
 347  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
 348  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
 349  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
 350  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
 351  *
 352  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
 353  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
 354  * mutual recursion.
 355  */
 356 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
 357 {
 358         lru_add_drain();
 359         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
 360         pagevec_reinit(pvec);
 361 }
 362
 363 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
 364
 365 /*
 366  * pagevec_release() for pages which are known to not be on the LRU
 367  *
 368  * This function reinitialises the caller's pagevec.
 369  */
 370 void __pagevec_release_nonlru(struct pagevec *pvec)
 371 {
 372         int i;
 373         struct pagevec pages_to_free;
 374
 375         pagevec_init(&pages_to_free, pvec->cold);
 376         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 377                 struct page *page = pvec->pages[i];
 378
 379                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
 380                 if (put_page_testzero(page))
 381                         pagevec_add(&pages_to_free, page);
 382         }
 383         pagevec_free(&pages_to_free);
 384         pagevec_reinit(pvec);
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
 389  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
 390  */
 391 void ____pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec, enum lru_list lru)
 392 {
 393         int i;
 394         struct zone *zone = NULL;
 395
 396         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 397                 struct page *page = pvec->pages[i];
 398                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
 399
 400                 if (pagezone != zone) {
 401                         if (zone)
 402                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 403                         zone = pagezone;
 404                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 405                 }
 406                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
 407                 SetPageLRU(page);
 408                 if (is_active_lru(lru))
 409                         SetPageActive(page);
 410                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
 411         }
 412         if (zone)
 413                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 414         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
 415         pagevec_reinit(pvec);
 416 }
 417
 418 EXPORT_SYMBOL(____pagevec_lru_add);
 419
 420 /*
 421  * Try to drop buffers from the pages in a pagevec
 422  */
 423 void pagevec_strip(struct pagevec *pvec)
 424 {
 425         int i;
 426
 427         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 428                 struct page *page = pvec->pages[i];
 429
 430                 if (PagePrivate(page) && trylock_page(page)) {
 431                         if (PagePrivate(page))
 432                                 try_to_release_page(page, 0);
 433                         unlock_page(page);
 434                 }
 435         }
 436 }
 437
 438 /**
 439  * pagevec_swap_free - try to free swap space from the pages in a pagevec
 440  * @pvec: pagevec with swapcache pages to free the swap space of
 441  *
 442  * The caller needs to hold an extra reference to each page and
 443  * not hold the page lock on the pages.  This function uses a
 444  * trylock on the page lock so it may not always free the swap
 445  * space associated with a page.
 446  */
 447 void pagevec_swap_free(struct pagevec *pvec)
 448 {
 449         int i;
 450
 451         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 452                 struct page *page = pvec->pages[i];
 453
 454                 if (PageSwapCache(page) && trylock_page(page)) {
 455                         if (PageSwapCache(page))
 456                                 remove_exclusive_swap_page_ref(page);
 457                         unlock_page(page);
 458                 }
 459         }
 460 }
 461
 462 /**
 463  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
 464  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
 465  * @mapping:    The address_space to search
 466  * @start:      The starting page index
 467  * @nr_pages:   The maximum number of pages
 468  *
 469  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
 470  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
 471  * reference against the pages in @pvec.
 472  *
 473  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
 474  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
 475  *
 476  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
 477  */
 478 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
 479                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
 480 {
 481         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
 482         return pagevec_count(pvec);
 483 }
 484
 485 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup);
 486
 487 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
 488                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
 489 {
 490         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
 491                                         nr_pages, pvec->pages);
 492         return pagevec_count(pvec);
 493 }
 494
 495 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_tag);
 496
 497 #ifdef CONFIG_SMP
 498 /*
 499  * We tolerate a little inaccuracy to avoid ping-ponging the counter between
 500  * CPUs
 501  */
 502 #define ACCT_THRESHOLD  max(16, NR_CPUS * 2)
 503
 504 static DEFINE_PER_CPU(long, committed_space);
 505
 506 void vm_acct_memory(long pages)
 507 {
 508         long *local;
 509
 510         preempt_disable();
 511         local = &__get_cpu_var(committed_space);
 512         *local += pages;
 513         if (*local > ACCT_THRESHOLD || *local < -ACCT_THRESHOLD) {
 514                 atomic_long_add(*local, &vm_committed_space);
 515                 *local = 0;
 516         }
 517         preempt_enable();
 518 }
 519
 520 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 521
 522 /* Drop the CPU's cached committed space back into the central pool. */
 523 static int cpu_swap_callback(struct notifier_block *nfb,
 524                              unsigned long action,
 525                              void *hcpu)
 526 {
 527         long *committed;
 528
 529         committed = &per_cpu(committed_space, (long)hcpu);
 530         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
 531                 atomic_long_add(*committed, &vm_committed_space);
 532                 *committed = 0;
 533                 drain_cpu_pagevecs((long)hcpu);
 534         }
 535         return NOTIFY_OK;
 536 }
 537 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 538 #endif /* CONFIG_SMP */
 539
 540 /*
 541  * Perform any setup for the swap system
 542  */
 543 void __init swap_setup(void)
 544 {
 545         unsigned long megs = num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT);
 546
 547 #ifdef CONFIG_SWAP
 548         bdi_init(swapper_space.backing_dev_info);
 549 #endif
 550
 551         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
 552         if (megs < 16)
 553                 page_cluster = 2;
 554         else
 555                 page_cluster = 3;
 556         /*
 557          * Right now other parts of the system means that we
 558          * _really_ don't want to cluster much more
 559          */
 560 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 561         hotcpu_notifier(cpu_swap_callback, 0);
 562 #endif
 563 }