SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - mm/swap_state.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/swap_state.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
   5  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
   6  *
   7  *  Rewritten to use page cache, (C) 1998 Stephen Tweedie
   8  */
   9 #include <linux/module.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/kernel_stat.h>
  12 #include <linux/swap.h>
  13 #include <linux/swapops.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/pagemap.h>
  16 #include <linux/buffer_head.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/pagevec.h>
  19 #include <linux/migrate.h>
  20 #include <linux/page_cgroup.h>
  21
  22 #include <asm/pgtable.h>
  23
  24 /*
  25  * swapper_space is a fiction, retained to simplify the path through
  26  * vmscan's shrink_page_list, to make sync_page look nicer, and to allow
  27  * future use of radix_tree tags in the swap cache.
  28  */
  29 static const struct address_space_operations swap_aops = {
  30         .writepage      = swap_writepage,
  31         .sync_page      = block_sync_page,
  32         .set_page_dirty = __set_page_dirty_nobuffers,
  33         .migratepage    = migrate_page,
  34 };
  35
  36 static struct backing_dev_info swap_backing_dev_info = {
  37         .name           = "swap",
  38         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_AND_WRITEBACK | BDI_CAP_SWAP_BACKED,
  39         .unplug_io_fn   = swap_unplug_io_fn,
  40 };
  41
  42 struct address_space swapper_space = {
  43         .page_tree      = RADIX_TREE_INIT(GFP_ATOMIC|__GFP_NOWARN),
  44         .tree_lock      = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(swapper_space.tree_lock),
  45         .a_ops          = &swap_aops,
  46         .i_mmap_nonlinear = LIST_HEAD_INIT(swapper_space.i_mmap_nonlinear),
  47         .backing_dev_info = &swap_backing_dev_info,
  48 };
  49
  50 #define INC_CACHE_INFO(x)       do { swap_cache_info.x++; } while (0)
  51
  52 static struct {
  53         unsigned long add_total;
  54         unsigned long del_total;
  55         unsigned long find_success;
  56         unsigned long find_total;
  57 } swap_cache_info;
  58
  59 void show_swap_cache_info(void)
  60 {
  61         printk("%lu pages in swap cache\n", total_swapcache_pages);
  62         printk("Swap cache stats: add %lu, delete %lu, find %lu/%lu\n",
  63                 swap_cache_info.add_total, swap_cache_info.del_total,
  64                 swap_cache_info.find_success, swap_cache_info.find_total);
  65         printk("Free swap  = %ldkB\n", nr_swap_pages << (PAGE_SHIFT - 10));
  66         printk("Total swap = %lukB\n", total_swap_pages << (PAGE_SHIFT - 10));
  67 }
  68
  69 /*
  70  * __add_to_swap_cache resembles add_to_page_cache_locked on swapper_space,
  71  * but sets SwapCache flag and private instead of mapping and index.
  72  */
  73 static int __add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry)
  74 {
  75         int error;
  76
  77         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
  78         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
  79         VM_BUG_ON(!PageSwapBacked(page));
  80
  81         page_cache_get(page);
  82         SetPageSwapCache(page);
  83         set_page_private(page, entry.val);
  84
  85         spin_lock_irq(&swapper_space.tree_lock);
  86         error = radix_tree_insert(&swapper_space.page_tree, entry.val, page);
  87         if (likely(!error)) {
  88                 total_swapcache_pages++;
  89                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
  90                 INC_CACHE_INFO(add_total);
  91         }
  92         spin_unlock_irq(&swapper_space.tree_lock);
  93
  94         if (unlikely(error)) {
  95                 set_page_private(page, 0UL);
  96                 ClearPageSwapCache(page);
  97                 page_cache_release(page);
  98         }
  99
 100         return error;
 101 }
 102
 103
 104 int add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask)
 105 {
 106         int error;
 107
 108         error = radix_tree_preload(gfp_mask);
 109         if (!error) {
 110                 error = __add_to_swap_cache(page, entry);
 111                 radix_tree_preload_end();
 112         }
 113         return error;
 114 }
 115
 116 /*
 117  * This must be called only on pages that have
 118  * been verified to be in the swap cache.
 119  */
 120 void __delete_from_swap_cache(struct page *page)
 121 {
 122         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
 123         VM_BUG_ON(!PageSwapCache(page));
 124         VM_BUG_ON(PageWriteback(page));
 125
 126         radix_tree_delete(&swapper_space.page_tree, page_private(page));
 127         set_page_private(page, 0);
 128         ClearPageSwapCache(page);
 129         total_swapcache_pages--;
 130         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
 131         INC_CACHE_INFO(del_total);
 132 }
 133
 134 /**
 135  * add_to_swap - allocate swap space for a page
 136  * @page: page we want to move to swap
 137  *
 138  * Allocate swap space for the page and add the page to the
 139  * swap cache.  Caller needs to hold the page lock.
 140  */
 141 int add_to_swap(struct page *page)
 142 {
 143         swp_entry_t entry;
 144         int err;
 145
 146         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
 147         VM_BUG_ON(!PageUptodate(page));
 148
 149         for (;;) {
 150                 entry = get_swap_page();
 151                 if (!entry.val)
 152                         return 0;
 153
 154                 /*
 155                  * Radix-tree node allocations from PF_MEMALLOC contexts could
 156                  * completely exhaust the page allocator. __GFP_NOMEMALLOC
 157                  * stops emergency reserves from being allocated.
 158                  *
 159                  * TODO: this could cause a theoretical memory reclaim
 160                  * deadlock in the swap out path.
 161                  */
 162                 /*
 163                  * Add it to the swap cache and mark it dirty
 164                  */
 165                 err = add_to_swap_cache(page, entry,
 166                                 __GFP_HIGH|__GFP_NOMEMALLOC|__GFP_NOWARN);
 167
 168                 switch (err) {
 169                 case 0:                         /* Success */
 170                         SetPageDirty(page);
 171                         return 1;
 172                 case -EEXIST:
 173                         /* Raced with "speculative" read_swap_cache_async */
 174                         swapcache_free(entry, NULL);
 175                         continue;
 176                 default:
 177                         /* -ENOMEM radix-tree allocation failure */
 178                         swapcache_free(entry, NULL);
 179                         return 0;
 180                 }
 181         }
 182 }
 183
 184 /*
 185  * This must be called only on pages that have
 186  * been verified to be in the swap cache and locked.
 187  * It will never put the page into the free list,
 188  * the caller has a reference on the page.
 189  */
 190 void delete_from_swap_cache(struct page *page)
 191 {
 192         swp_entry_t entry;
 193
 194         entry.val = page_private(page);
 195
 196         spin_lock_irq(&swapper_space.tree_lock);
 197         __delete_from_swap_cache(page);
 198         spin_unlock_irq(&swapper_space.tree_lock);
 199
 200         swapcache_free(entry, page);
 201         page_cache_release(page);
 202 }
 203
 204 /*
 205  * If we are the only user, then try to free up the swap cache.
 206  *
 207  * Its ok to check for PageSwapCache without the page lock
 208  * here because we are going to recheck again inside
 209  * try_to_free_swap() _with_ the lock.
 210  *                                      - Marcelo
 211  */
 212 static inline void free_swap_cache(struct page *page)
 213 {
 214         if (PageSwapCache(page) && !page_mapped(page) && trylock_page(page)) {
 215                 try_to_free_swap(page);
 216                 unlock_page(page);
 217         }
 218 }
 219
 220 /*
 221  * Perform a free_page(), also freeing any swap cache associated with
 222  * this page if it is the last user of the page.
 223  */
 224 void free_page_and_swap_cache(struct page *page)
 225 {
 226         free_swap_cache(page);
 227         page_cache_release(page);
 228 }
 229
 230 /*
 231  * Passed an array of pages, drop them all from swapcache and then release
 232  * them.  They are removed from the LRU and freed if this is their last use.
 233  */
 234 void free_pages_and_swap_cache(struct page **pages, int nr)
 235 {
 236         struct page **pagep = pages;
 237
 238         lru_add_drain();
 239         while (nr) {
 240                 int todo = min(nr, PAGEVEC_SIZE);
 241                 int i;
 242
 243                 for (i = 0; i < todo; i++)
 244                         free_swap_cache(pagep[i]);
 245                 release_pages(pagep, todo, 0);
 246                 pagep += todo;
 247                 nr -= todo;
 248         }
 249 }
 250
 251 /*
 252  * Lookup a swap entry in the swap cache. A found page will be returned
 253  * unlocked and with its refcount incremented - we rely on the kernel
 254  * lock getting page table operations atomic even if we drop the page
 255  * lock before returning.
 256  */
 257 struct page * lookup_swap_cache(swp_entry_t entry)
 258 {
 259         struct page *page;
 260
 261         page = find_get_page(&swapper_space, entry.val);
 262
 263         if (page)
 264                 INC_CACHE_INFO(find_success);
 265
 266         INC_CACHE_INFO(find_total);
 267         return page;
 268 }
 269
 270 /*
 271  * Locate a page of swap in physical memory, reserving swap cache space
 272  * and reading the disk if it is not already cached.
 273  * A failure return means that either the page allocation failed or that
 274  * the swap entry is no longer in use.
 275  */
 276 struct page *read_swap_cache_async(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
 277                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
 278 {
 279         struct page *found_page, *new_page = NULL;
 280         int err;
 281
 282         do {
 283                 /*
 284                  * First check the swap cache.  Since this is normally
 285                  * called after lookup_swap_cache() failed, re-calling
 286                  * that would confuse statistics.
 287                  */
 288                 found_page = find_get_page(&swapper_space, entry.val);
 289                 if (found_page)
 290                         break;
 291
 292                 /*
 293                  * Get a new page to read into from swap.
 294                  */
 295                 if (!new_page) {
 296                         new_page = alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr);
 297                         if (!new_page)
 298                                 break;          /* Out of memory */
 299                 }
 300
 301                 /*
 302                  * call radix_tree_preload() while we can wait.
 303                  */
 304                 err = radix_tree_preload(gfp_mask & GFP_KERNEL);
 305                 if (err)
 306                         break;
 307
 308                 /*
 309                  * Swap entry may have been freed since our caller observed it.
 310                  */
 311                 err = swapcache_prepare(entry);
 312                 if (err == -EEXIST) {   /* seems racy */
 313                         radix_tree_preload_end();
 314                         continue;
 315                 }
 316                 if (err) {              /* swp entry is obsolete ? */
 317                         radix_tree_preload_end();
 318                         break;
 319                 }
 320
 321                 /*
 322                  * Associate the page with swap entry in the swap cache.
 323                  * May fail (-EEXIST) if there is already a page associated
 324                  * with this entry in the swap cache: added by a racing
 325                  * read_swap_cache_async, or add_to_swap or shmem_writepage
 326                  * re-using the just freed swap entry for an existing page.
 327                  * May fail (-ENOMEM) if radix-tree node allocation failed.
 328                  */
 329                 __set_page_locked(new_page);
 330                 SetPageSwapBacked(new_page);
 331                 err = __add_to_swap_cache(new_page, entry);
 332                 if (likely(!err)) {
 333                         radix_tree_preload_end();
 334                         /*
 335                          * Initiate read into locked page and return.
 336                          */
 337                         lru_cache_add_anon(new_page);
 338                         swap_readpage(new_page);
 339                         return new_page;
 340                 }
 341                 radix_tree_preload_end();
 342                 ClearPageSwapBacked(new_page);
 343                 __clear_page_locked(new_page);
 344                 swapcache_free(entry, NULL);
 345         } while (err != -ENOMEM);
 346
 347         if (new_page)
 348                 page_cache_release(new_page);
 349         return found_page;
 350 }
 351
 352 /**
 353  * swapin_readahead - swap in pages in hope we need them soon
 354  * @entry: swap entry of this memory
 355  * @gfp_mask: memory allocation flags
 356  * @vma: user vma this address belongs to
 357  * @addr: target address for mempolicy
 358  *
 359  * Returns the struct page for entry and addr, after queueing swapin.
 360  *
 361  * Primitive swap readahead code. We simply read an aligned block of
 362  * (1 << page_cluster) entries in the swap area. This method is chosen
 363  * because it doesn't cost us any seek time.  We also make sure to queue
 364  * the 'original' request together with the readahead ones...
 365  *
 366  * This has been extended to use the NUMA policies from the mm triggering
 367  * the readahead.
 368  *
 369  * Caller must hold down_read on the vma->vm_mm if vma is not NULL.
 370  */
 371 struct page *swapin_readahead(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
 372                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
 373 {
 374         int nr_pages;
 375         struct page *page;
 376         unsigned long offset;
 377         unsigned long end_offset;
 378
 379         /*
 380          * Get starting offset for readaround, and number of pages to read.
 381          * Adjust starting address by readbehind (for NUMA interleave case)?
 382          * No, it's very unlikely that swap layout would follow vma layout,
 383          * more likely that neighbouring swap pages came from the same node:
 384          * so use the same "addr" to choose the same node for each swap read.
 385          */
 386         nr_pages = valid_swaphandles(entry, &offset);
 387         for (end_offset = offset + nr_pages; offset < end_offset; offset++) {
 388                 /* Ok, do the async read-ahead now */
 389                 page = read_swap_cache_async(swp_entry(swp_type(entry), offset),
 390                                                 gfp_mask, vma, addr);
 391                 if (!page)
 392                         break;
 393                 page_cache_release(page);
 394         }
 395         lru_add_drain();        /* Push any new pages onto the LRU now */
 396         return read_swap_cache_async(entry, gfp_mask, vma, addr);
 397 }