[PATCH] .text page fault SMP scalability optimization
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / swapfile.c
index e675ae5..8970c0b 100644 (file)
@@ -31,7 +31,7 @@
 #include <asm/tlbflush.h>
 #include <linux/swapops.h>
 
-DEFINE_SPINLOCK(swaplock);
+DEFINE_SPINLOCK(swap_lock);
 unsigned int nr_swapfiles;
 long total_swap_pages;
 static int swap_overflow;
@@ -51,7 +51,7 @@ static DECLARE_MUTEX(swapon_sem);
 
 /*
  * We need this because the bdev->unplug_fn can sleep and we cannot
- * hold swap_list_lock while calling the unplug_fn. And swap_list_lock
+ * hold swap_lock while calling the unplug_fn. And swap_lock
  * cannot be turned into a semaphore.
  */
 static DECLARE_RWSEM(swap_unplug_sem);
@@ -61,7 +61,7 @@ void swap_unplug_io_fn(struct backing_dev_info *unused_bdi, struct page *page)
        swp_entry_t entry;
 
        down_read(&swap_unplug_sem);
-       entry.val = page->private;
+       entry.val = page_private(page);
        if (PageSwapCache(page)) {
                struct block_device *bdev = swap_info[swp_type(entry)].bdev;
                struct backing_dev_info *bdi;
@@ -69,8 +69,8 @@ void swap_unplug_io_fn(struct backing_dev_info *unused_bdi, struct page *page)
                /*
                 * If the page is removed from swapcache from under us (with a
                 * racy try_to_unuse/swapoff) we need an additional reference
-                * count to avoid reading garbage from page->private above. If
-                * the WARN_ON triggers during a swapoff it maybe the race
+                * count to avoid reading garbage from page_private(page) above.
+                * If the WARN_ON triggers during a swapoff it maybe the race
                 * condition and it's harmless. However if it triggers without
                 * swapoff it signals a problem.
                 */
@@ -105,7 +105,7 @@ static inline unsigned long scan_swap_map(struct swap_info_struct *si)
                si->cluster_nr = SWAPFILE_CLUSTER - 1;
                if (si->pages - si->inuse_pages < SWAPFILE_CLUSTER)
                        goto lowest;
-               swap_device_unlock(si);
+               spin_unlock(&swap_lock);
 
                offset = si->lowest_bit;
                last_in_cluster = offset + SWAPFILE_CLUSTER - 1;
@@ -115,7 +115,7 @@ static inline unsigned long scan_swap_map(struct swap_info_struct *si)
                        if (si->swap_map[offset])
                                last_in_cluster = offset + SWAPFILE_CLUSTER;
                        else if (offset == last_in_cluster) {
-                               swap_device_lock(si);
+                               spin_lock(&swap_lock);
                                si->cluster_next = offset-SWAPFILE_CLUSTER-1;
                                goto cluster;
                        }
@@ -124,7 +124,7 @@ static inline unsigned long scan_swap_map(struct swap_info_struct *si)
                                latency_ration = LATENCY_LIMIT;
                        }
                }
-               swap_device_lock(si);
+               spin_lock(&swap_lock);
                goto lowest;
        }
 
@@ -153,10 +153,10 @@ checks:   if (!(si->flags & SWP_WRITEOK))
                return offset;
        }
 
-       swap_device_unlock(si);
+       spin_unlock(&swap_lock);
        while (++offset <= si->highest_bit) {
                if (!si->swap_map[offset]) {
-                       swap_device_lock(si);
+                       spin_lock(&swap_lock);
                        goto checks;
                }
                if (unlikely(--latency_ration < 0)) {
@@ -164,7 +164,7 @@ checks:     if (!(si->flags & SWP_WRITEOK))
                        latency_ration = LATENCY_LIMIT;
                }
        }
-       swap_device_lock(si);
+       spin_lock(&swap_lock);
        goto lowest;
 
 no_page:
@@ -179,7 +179,7 @@ swp_entry_t get_swap_page(void)
        int type, next;
        int wrapped = 0;
 
-       swap_list_lock();
+       spin_lock(&swap_lock);
        if (nr_swap_pages <= 0)
                goto noswap;
        nr_swap_pages--;
@@ -199,19 +199,17 @@ swp_entry_t get_swap_page(void)
                        continue;
 
                swap_list.next = next;
-               swap_device_lock(si);
-               swap_list_unlock();
                offset = scan_swap_map(si);
-               swap_device_unlock(si);
-               if (offset)
+               if (offset) {
+                       spin_unlock(&swap_lock);
                        return swp_entry(type, offset);
-               swap_list_lock();
+               }
                next = swap_list.next;
        }
 
        nr_swap_pages++;
 noswap:
-       swap_list_unlock();
+       spin_unlock(&swap_lock);
        return (swp_entry_t) {0};
 }
 
@@ -233,8 +231,7 @@ static struct swap_info_struct * swap_info_get(swp_entry_t entry)
                goto bad_offset;
        if (!p->swap_map[offset])
                goto bad_free;
-       swap_list_lock();
-       swap_device_lock(p);
+       spin_lock(&swap_lock);
        return p;
 
 bad_free:
@@ -252,12 +249,6 @@ out:
        return NULL;
 }      
 
-static void swap_info_put(struct swap_info_struct * p)
-{
-       swap_device_unlock(p);
-       swap_list_unlock();
-}
-
 static int swap_entry_free(struct swap_info_struct *p, unsigned long offset)
 {
        int count = p->swap_map[offset];
@@ -290,7 +281,7 @@ void swap_free(swp_entry_t entry)
        p = swap_info_get(entry);
        if (p) {
                swap_entry_free(p, swp_offset(entry));
-               swap_info_put(p);
+               spin_unlock(&swap_lock);
        }
 }
 
@@ -303,12 +294,12 @@ static inline int page_swapcount(struct page *page)
        struct swap_info_struct *p;
        swp_entry_t entry;
 
-       entry.val = page->private;
+       entry.val = page_private(page);
        p = swap_info_get(entry);
        if (p) {
                /* Subtract the 1 for the swap cache itself */
                count = p->swap_map[swp_offset(entry)] - 1;
-               swap_info_put(p);
+               spin_unlock(&swap_lock);
        }
        return count;
 }
@@ -348,7 +339,7 @@ int remove_exclusive_swap_page(struct page *page)
        if (page_count(page) != 2) /* 2: us + cache */
                return 0;
 
-       entry.val = page->private;
+       entry.val = page_private(page);
        p = swap_info_get(entry);
        if (!p)
                return 0;
@@ -365,7 +356,7 @@ int remove_exclusive_swap_page(struct page *page)
                }
                write_unlock_irq(&swapper_space.tree_lock);
        }
-       swap_info_put(p);
+       spin_unlock(&swap_lock);
 
        if (retval) {
                swap_free(entry);
@@ -388,7 +379,7 @@ void free_swap_and_cache(swp_entry_t entry)
        if (p) {
                if (swap_entry_free(p, swp_offset(entry)) == 1)
                        page = find_trylock_page(&swapper_space, entry.val);
-               swap_info_put(p);
+               spin_unlock(&swap_lock);
        }
        if (page) {
                int one_user;
@@ -407,17 +398,14 @@ void free_swap_and_cache(swp_entry_t entry)
 }
 
 /*
- * Always set the resulting pte to be nowrite (the same as COW pages
- * after one process has exited).  We don't know just how many PTEs will
- * share this swap entry, so be cautious and let do_wp_page work out
- * what to do if a write is requested later.
- *
- * vma->vm_mm->page_table_lock is held.
+ * No need to decide whether this PTE shares the swap entry with others,
+ * just let do_wp_page work it out if a write is requested later - to
+ * force COW, vm_page_prot omits write permission from any private vma.
  */
 static void unuse_pte(struct vm_area_struct *vma, pte_t *pte,
                unsigned long addr, swp_entry_t entry, struct page *page)
 {
-       inc_mm_counter(vma->vm_mm, rss);
+       inc_mm_counter(vma->vm_mm, anon_rss);
        get_page(page);
        set_pte_at(vma->vm_mm, addr, pte,
                   pte_mkold(mk_pte(page, vma->vm_page_prot)));
@@ -434,23 +422,25 @@ static int unuse_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
                                unsigned long addr, unsigned long end,
                                swp_entry_t entry, struct page *page)
 {
-       pte_t *pte;
        pte_t swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
+       pte_t *pte;
+       spinlock_t *ptl;
+       int found = 0;
 
-       pte = pte_offset_map(pmd, addr);
+       pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
        do {
                /*
                 * swapoff spends a _lot_ of time in this loop!
                 * Test inline before going to call unuse_pte.
                 */
                if (unlikely(pte_same(*pte, swp_pte))) {
-                       unuse_pte(vma, pte, addr, entry, page);
-                       pte_unmap(pte);
-                       return 1;
+                       unuse_pte(vma, pte++, addr, entry, page);
+                       found = 1;
+                       break;
                }
        } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
-       pte_unmap(pte - 1);
-       return 0;
+       pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
+       return found;
 }
 
 static inline int unuse_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
@@ -532,12 +522,10 @@ static int unuse_mm(struct mm_struct *mm,
                down_read(&mm->mmap_sem);
                lock_page(page);
        }
-       spin_lock(&mm->page_table_lock);
        for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
                if (vma->anon_vma && unuse_vma(vma, entry, page))
                        break;
        }
-       spin_unlock(&mm->page_table_lock);
        up_read(&mm->mmap_sem);
        /*
         * Currently unuse_mm cannot fail, but leave error handling
@@ -558,10 +546,10 @@ static unsigned int find_next_to_unuse(struct swap_info_struct *si,
        int count;
 
        /*
-        * No need for swap_device_lock(si) here: we're just looking
+        * No need for swap_lock here: we're just looking
         * for whether an entry is in use, not modifying it; false
         * hits are okay, and sys_swapoff() has already prevented new
-        * allocations from this area (while holding swap_list_lock()).
+        * allocations from this area (while holding swap_lock).
         */
        for (;;) {
                if (++i >= max) {
@@ -751,9 +739,9 @@ static int try_to_unuse(unsigned int type)
                 * report them; but do report if we reset SWAP_MAP_MAX.
                 */
                if (*swap_map == SWAP_MAP_MAX) {
-                       swap_device_lock(si);
+                       spin_lock(&swap_lock);
                        *swap_map = 1;
-                       swap_device_unlock(si);
+                       spin_unlock(&swap_lock);
                        reset_overflow = 1;
                }
 
@@ -817,9 +805,9 @@ static int try_to_unuse(unsigned int type)
 }
 
 /*
- * After a successful try_to_unuse, if no swap is now in use, we know we
- * can empty the mmlist.  swap_list_lock must be held on entry and exit.
- * Note that mmlist_lock nests inside swap_list_lock, and an mm must be
+ * After a successful try_to_unuse, if no swap is now in use, we know
+ * we can empty the mmlist.  swap_lock must be held on entry and exit.
+ * Note that mmlist_lock nests inside swap_lock, and an mm must be
  * added to the mmlist just after page_duplicate - before would be racy.
  */
 static void drain_mmlist(void)
@@ -1054,7 +1042,7 @@ int page_queue_congested(struct page *page)
        BUG_ON(!PageLocked(page));      /* It pins the swap_info_struct */
 
        if (PageSwapCache(page)) {
-               swp_entry_t entry = { .val = page->private };
+               swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
                struct swap_info_struct *sis;
 
                sis = get_swap_info_struct(swp_type(entry));
@@ -1092,7 +1080,7 @@ asmlinkage long sys_swapoff(const char __user * specialfile)
 
        mapping = victim->f_mapping;
        prev = -1;
-       swap_list_lock();
+       spin_lock(&swap_lock);
        for (type = swap_list.head; type >= 0; type = swap_info[type].next) {
                p = swap_info + type;
                if ((p->flags & SWP_ACTIVE) == SWP_ACTIVE) {
@@ -1103,14 +1091,14 @@ asmlinkage long sys_swapoff(const char __user * specialfile)
        }
        if (type < 0) {
                err = -EINVAL;
-               swap_list_unlock();
+               spin_unlock(&swap_lock);
                goto out_dput;
        }
        if (!security_vm_enough_memory(p->pages))
                vm_unacct_memory(p->pages);
        else {
                err = -ENOMEM;
-               swap_list_unlock();
+               spin_unlock(&swap_lock);
                goto out_dput;
        }
        if (prev < 0) {
@@ -1124,10 +1112,8 @@ asmlinkage long sys_swapoff(const char __user * specialfile)
        }
        nr_swap_pages -= p->pages;
        total_swap_pages -= p->pages;
-       swap_device_lock(p);
        p->flags &= ~SWP_WRITEOK;
-       swap_device_unlock(p);
-       swap_list_unlock();
+       spin_unlock(&swap_lock);
 
        current->flags |= PF_SWAPOFF;
        err = try_to_unuse(type);
@@ -1135,7 +1121,7 @@ asmlinkage long sys_swapoff(const char __user * specialfile)
 
        if (err) {
                /* re-insert swap space back into swap_list */
-               swap_list_lock();
+               spin_lock(&swap_lock);
                for (prev = -1, i = swap_list.head; i >= 0; prev = i, i = swap_info[i].next)
                        if (p->prio >= swap_info[i].prio)
                                break;
@@ -1146,10 +1132,8 @@ asmlinkage long sys_swapoff(const char __user * specialfile)
                        swap_info[prev].next = p - swap_info;
                nr_swap_pages += p->pages;
                total_swap_pages += p->pages;
-               swap_device_lock(p);
                p->flags |= SWP_WRITEOK;
-               swap_device_unlock(p);
-               swap_list_unlock();
+               spin_unlock(&swap_lock);
                goto out_dput;
        }
 
@@ -1157,30 +1141,26 @@ asmlinkage long sys_swapoff(const char __user * specialfile)
        down_write(&swap_unplug_sem);
        up_write(&swap_unplug_sem);
 
+       destroy_swap_extents(p);
+       down(&swapon_sem);
+       spin_lock(&swap_lock);
+       drain_mmlist();
+
        /* wait for anyone still in scan_swap_map */
-       swap_device_lock(p);
        p->highest_bit = 0;             /* cuts scans short */
        while (p->flags >= SWP_SCANNING) {
-               swap_device_unlock(p);
-               set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
-               schedule_timeout(1);
-               swap_device_lock(p);
+               spin_unlock(&swap_lock);
+               schedule_timeout_uninterruptible(1);
+               spin_lock(&swap_lock);
        }
-       swap_device_unlock(p);
 
-       destroy_swap_extents(p);
-       down(&swapon_sem);
-       swap_list_lock();
-       drain_mmlist();
-       swap_device_lock(p);
        swap_file = p->swap_file;
        p->swap_file = NULL;
        p->max = 0;
        swap_map = p->swap_map;
        p->swap_map = NULL;
        p->flags = 0;
-       swap_device_unlock(p);
-       swap_list_unlock();
+       spin_unlock(&swap_lock);
        up(&swapon_sem);
        vfree(swap_map);
        inode = mapping->host;
@@ -1324,7 +1304,7 @@ asmlinkage long sys_swapon(const char __user * specialfile, int swap_flags)
 
        if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
                return -EPERM;
-       swap_list_lock();
+       spin_lock(&swap_lock);
        p = swap_info;
        for (type = 0 ; type < nr_swapfiles ; type++,p++)
                if (!(p->flags & SWP_USED))
@@ -1343,7 +1323,7 @@ asmlinkage long sys_swapon(const char __user * specialfile, int swap_flags)
         * swp_entry_t or the architecture definition of a swap pte.
         */
        if (type > swp_type(pte_to_swp_entry(swp_entry_to_pte(swp_entry(~0UL,0))))) {
-               swap_list_unlock();
+               spin_unlock(&swap_lock);
                goto out;
        }
        if (type >= nr_swapfiles)
@@ -1357,7 +1337,6 @@ asmlinkage long sys_swapon(const char __user * specialfile, int swap_flags)
        p->highest_bit = 0;
        p->cluster_nr = 0;
        p->inuse_pages = 0;
-       spin_lock_init(&p->sdev_lock);
        p->next = -1;
        if (swap_flags & SWAP_FLAG_PREFER) {
                p->prio =
@@ -1365,7 +1344,7 @@ asmlinkage long sys_swapon(const char __user * specialfile, int swap_flags)
        } else {
                p->prio = --least_priority;
        }
-       swap_list_unlock();
+       spin_unlock(&swap_lock);
        name = getname(specialfile);
        error = PTR_ERR(name);
        if (IS_ERR(name)) {
@@ -1399,6 +1378,7 @@ asmlinkage long sys_swapon(const char __user * specialfile, int swap_flags)
                error = bd_claim(bdev, sys_swapon);
                if (error < 0) {
                        bdev = NULL;
+                       error = -EINVAL;
                        goto bad_swap;
                }
                p->old_block_size = block_size(bdev);
@@ -1542,8 +1522,7 @@ asmlinkage long sys_swapon(const char __user * specialfile, int swap_flags)
        }
 
        down(&swapon_sem);
-       swap_list_lock();
-       swap_device_lock(p);
+       spin_lock(&swap_lock);
        p->flags = SWP_ACTIVE;
        nr_swap_pages += nr_good_pages;
        total_swap_pages += nr_good_pages;
@@ -1567,8 +1546,7 @@ asmlinkage long sys_swapon(const char __user * specialfile, int swap_flags)
        } else {
                swap_info[prev].next = p - swap_info;
        }
-       swap_device_unlock(p);
-       swap_list_unlock();
+       spin_unlock(&swap_lock);
        up(&swapon_sem);
        error = 0;
        goto out;
@@ -1579,14 +1557,14 @@ bad_swap:
        }
        destroy_swap_extents(p);
 bad_swap_2:
-       swap_list_lock();
+       spin_lock(&swap_lock);
        swap_map = p->swap_map;
        p->swap_file = NULL;
        p->swap_map = NULL;
        p->flags = 0;
        if (!(swap_flags & SWAP_FLAG_PREFER))
                ++least_priority;
-       swap_list_unlock();
+       spin_unlock(&swap_lock);
        vfree(swap_map);
        if (swap_file)
                filp_close(swap_file, NULL);
@@ -1610,7 +1588,7 @@ void si_swapinfo(struct sysinfo *val)
        unsigned int i;
        unsigned long nr_to_be_unused = 0;
 
-       swap_list_lock();
+       spin_lock(&swap_lock);
        for (i = 0; i < nr_swapfiles; i++) {
                if (!(swap_info[i].flags & SWP_USED) ||
                     (swap_info[i].flags & SWP_WRITEOK))
@@ -1619,7 +1597,7 @@ void si_swapinfo(struct sysinfo *val)
        }
        val->freeswap = nr_swap_pages + nr_to_be_unused;
        val->totalswap = total_swap_pages + nr_to_be_unused;
-       swap_list_unlock();
+       spin_unlock(&swap_lock);
 }
 
 /*
@@ -1640,7 +1618,7 @@ int swap_duplicate(swp_entry_t entry)
        p = type + swap_info;
        offset = swp_offset(entry);
 
-       swap_device_lock(p);
+       spin_lock(&swap_lock);
        if (offset < p->max && p->swap_map[offset]) {
                if (p->swap_map[offset] < SWAP_MAP_MAX - 1) {
                        p->swap_map[offset]++;
@@ -1652,7 +1630,7 @@ int swap_duplicate(swp_entry_t entry)
                        result = 1;
                }
        }
-       swap_device_unlock(p);
+       spin_unlock(&swap_lock);
 out:
        return result;
 
@@ -1668,7 +1646,7 @@ get_swap_info_struct(unsigned type)
 }
 
 /*
- * swap_device_lock prevents swap_map being freed. Don't grab an extra
+ * swap_lock prevents swap_map being freed. Don't grab an extra
  * reference on the swaphandle, it doesn't matter if it becomes unused.
  */
 int valid_swaphandles(swp_entry_t entry, unsigned long *offset)
@@ -1684,7 +1662,7 @@ int valid_swaphandles(swp_entry_t entry, unsigned long *offset)
                toff++, i--;
        *offset = toff;
 
-       swap_device_lock(swapdev);
+       spin_lock(&swap_lock);
        do {
                /* Don't read-ahead past the end of the swap area */
                if (toff >= swapdev->max)
@@ -1697,6 +1675,6 @@ int valid_swaphandles(swp_entry_t entry, unsigned long *offset)
                toff++;
                ret++;
        } while (--i);
-       swap_device_unlock(swapdev);
+       spin_unlock(&swap_lock);
        return ret;
 }