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(zone), flags);
  66                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
  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(zone), 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 pglist_data *pgdat = 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 pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
 189
 190                 if (pagepgdat != pgdat) {
 191                         if (pgdat)
 192                                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
 193                         pgdat = pagepgdat;
 194                         spin_lock_irqsave(&pgdat->lru_lock, flags);
 195                 }
 196
 197                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
 198                 (*move_fn)(page, lruvec, arg);
 199         }
 200         if (pgdat)
 201                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->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         page = compound_head(page);
 296         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 297                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(activate_page_pvecs);
 298
 299                 get_page(page);
 300                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 301                         pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
 302                 put_cpu_var(activate_page_pvecs);
 303         }
 304 }
 305
 306 #else
 307 static inline void activate_page_drain(int cpu)
 308 {
 309 }
 310
 311 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
 312 {
 313         return false;
 314 }
 315
 316 void activate_page(struct page *page)
 317 {
 318         struct zone *zone = page_zone(page);
 319
 320         page = compound_head(page);
 321         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
 322         __activate_page(page, mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat), NULL);
 323         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 324 }
 325 #endif
 326
 327 static void __lru_cache_activate_page(struct page *page)
 328 {
 329         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
 330         int i;
 331
 332         /*
 333          * Search backwards on the optimistic assumption that the page being
 334          * activated has just been added to this pagevec. Note that only
 335          * the local pagevec is examined as a !PageLRU page could be in the
 336          * process of being released, reclaimed, migrated or on a remote
 337          * pagevec that is currently being drained. Furthermore, marking
 338          * a remote pagevec's page PageActive potentially hits a race where
 339          * a page is marked PageActive just after it is added to the inactive
 340          * list causing accounting errors and BUG_ON checks to trigger.
 341          */
 342         for (i = pagevec_count(pvec) - 1; i >= 0; i--) {
 343                 struct page *pagevec_page = pvec->pages[i];
 344
 345                 if (pagevec_page == page) {
 346                         SetPageActive(page);
 347                         break;
 348                 }
 349         }
 350
 351         put_cpu_var(lru_add_pvec);
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Mark a page as having seen activity.
 356  *
 357  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
 358  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
 359  * active,unreferenced          ->      active,referenced
 360  *
 361  * When a newly allocated page is not yet visible, so safe for non-atomic ops,
 362  * __SetPageReferenced(page) may be substituted for mark_page_accessed(page).
 363  */
 364 void mark_page_accessed(struct page *page)
 365 {
 366         page = compound_head(page);
 367         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
 368                         PageReferenced(page)) {
 369
 370                 /*
 371                  * If the page is on the LRU, queue it for activation via
 372                  * activate_page_pvecs. Otherwise, assume the page is on a
 373                  * pagevec, mark it active and it'll be moved to the active
 374                  * LRU on the next drain.
 375                  */
 376                 if (PageLRU(page))
 377                         activate_page(page);
 378                 else
 379                         __lru_cache_activate_page(page);
 380                 ClearPageReferenced(page);
 381                 if (page_is_file_cache(page))
 382                         workingset_activation(page);
 383         } else if (!PageReferenced(page)) {
 384                 SetPageReferenced(page);
 385         }
 386         if (page_is_idle(page))
 387                 clear_page_idle(page);
 388 }
 389 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
 390
 391 static void __lru_cache_add(struct page *page)
 392 {
 393         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
 394
 395         get_page(page);
 396         if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 397                 __pagevec_lru_add(pvec);
 398         put_cpu_var(lru_add_pvec);
 399 }
 400
 401 /**
 402  * lru_cache_add: add a page to the page lists
 403  * @page: the page to add
 404  */
 405 void lru_cache_add_anon(struct page *page)
 406 {
 407         if (PageActive(page))
 408                 ClearPageActive(page);
 409         __lru_cache_add(page);
 410 }
 411
 412 void lru_cache_add_file(struct page *page)
 413 {
 414         if (PageActive(page))
 415                 ClearPageActive(page);
 416         __lru_cache_add(page);
 417 }
 418 EXPORT_SYMBOL(lru_cache_add_file);
 419
 420 /**
 421  * lru_cache_add - add a page to a page list
 422  * @page: the page to be added to the LRU.
 423  *
 424  * Queue the page for addition to the LRU via pagevec. The decision on whether
 425  * to add the page to the [in]active [file|anon] list is deferred until the
 426  * pagevec is drained. This gives a chance for the caller of lru_cache_add()
 427  * have the page added to the active list using mark_page_accessed().
 428  */
 429 void lru_cache_add(struct page *page)
 430 {
 431         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page) && PageUnevictable(page), page);
 432         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 433         __lru_cache_add(page);
 434 }
 435
 436 /**
 437  * add_page_to_unevictable_list - add a page to the unevictable list
 438  * @page:  the page to be added to the unevictable list
 439  *
 440  * Add page directly to its zone's unevictable list.  To avoid races with
 441  * tasks that might be making the page evictable, through eg. munlock,
 442  * munmap or exit, while it's not on the lru, we want to add the page
 443  * while it's locked or otherwise "invisible" to other tasks.  This is
 444  * difficult to do when using the pagevec cache, so bypass that.
 445  */
 446 void add_page_to_unevictable_list(struct page *page)
 447 {
 448         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
 449         struct lruvec *lruvec;
 450
 451         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
 452         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
 453         ClearPageActive(page);
 454         SetPageUnevictable(page);
 455         SetPageLRU(page);
 456         add_page_to_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
 457         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
 458 }
 459
 460 /**
 461  * lru_cache_add_active_or_unevictable
 462  * @page:  the page to be added to LRU
 463  * @vma:   vma in which page is mapped for determining reclaimability
 464  *
 465  * Place @page on the active or unevictable LRU list, depending on its
 466  * evictability.  Note that if the page is not evictable, it goes
 467  * directly back onto it's zone's unevictable list, it does NOT use a
 468  * per cpu pagevec.
 469  */
 470 void lru_cache_add_active_or_unevictable(struct page *page,
 471                                          struct vm_area_struct *vma)
 472 {
 473         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 474
 475         if (likely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED | VM_SPECIAL)) != VM_LOCKED)) {
 476                 SetPageActive(page);
 477                 lru_cache_add(page);
 478                 return;
 479         }
 480
 481         if (!TestSetPageMlocked(page)) {
 482                 /*
 483                  * We use the irq-unsafe __mod_zone_page_stat because this
 484                  * counter is not modified from interrupt context, and the pte
 485                  * lock is held(spinlock), which implies preemption disabled.
 486                  */
 487                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
 488                                     hpage_nr_pages(page));
 489                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
 490         }
 491         add_page_to_unevictable_list(page);
 492 }
 493
 494 /*
 495  * If the page can not be invalidated, it is moved to the
 496  * inactive list to speed up its reclaim.  It is moved to the
 497  * head of the list, rather than the tail, to give the flusher
 498  * threads some time to write it out, as this is much more
 499  * effective than the single-page writeout from reclaim.
 500  *
 501  * If the page isn't page_mapped and dirty/writeback, the page
 502  * could reclaim asap using PG_reclaim.
 503  *
 504  * 1. active, mapped page -> none
 505  * 2. active, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
 506  * 3. inactive, mapped page -> none
 507  * 4. inactive, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
 508  * 5. inactive, clean -> inactive, tail
 509  * 6. Others -> none
 510  *
 511  * In 4, why it moves inactive's head, the VM expects the page would
 512  * be write it out by flusher threads as this is much more effective
 513  * than the single-page writeout from reclaim.
 514  */
 515 static void lru_deactivate_file_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 516                               void *arg)
 517 {
 518         int lru, file;
 519         bool active;
 520
 521         if (!PageLRU(page))
 522                 return;
 523
 524         if (PageUnevictable(page))
 525                 return;
 526
 527         /* Some processes are using the page */
 528         if (page_mapped(page))
 529                 return;
 530
 531         active = PageActive(page);
 532         file = page_is_file_cache(page);
 533         lru = page_lru_base_type(page);
 534
 535         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + active);
 536         ClearPageActive(page);
 537         ClearPageReferenced(page);
 538         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 539
 540         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page)) {
 541                 /*
 542                  * PG_reclaim could be raced with end_page_writeback
 543                  * It can make readahead confusing.  But race window
 544                  * is _really_ small and  it's non-critical problem.
 545                  */
 546                 SetPageReclaim(page);
 547         } else {
 548                 /*
 549                  * The page's writeback ends up during pagevec
 550                  * We moves tha page into tail of inactive.
 551                  */
 552                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
 553                 __count_vm_event(PGROTATED);
 554         }
 555
 556         if (active)
 557                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
 558         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
 559 }
 560
 561
 562 static void lru_deactivate_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 563                             void *arg)
 564 {
 565         if (PageLRU(page) && PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 566                 int file = page_is_file_cache(page);
 567                 int lru = page_lru_base_type(page);
 568
 569                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + LRU_ACTIVE);
 570                 ClearPageActive(page);
 571                 ClearPageReferenced(page);
 572                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 573
 574                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
 575                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
 576         }
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
 581  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
 582  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
 583  */
 584 void lru_add_drain_cpu(int cpu)
 585 {
 586         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvec, cpu);
 587
 588         if (pagevec_count(pvec))
 589                 __pagevec_lru_add(pvec);
 590
 591         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
 592         if (pagevec_count(pvec)) {
 593                 unsigned long flags;
 594
 595                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
 596                 local_irq_save(flags);
 597                 pagevec_move_tail(pvec);
 598                 local_irq_restore(flags);
 599         }
 600
 601         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu);
 602         if (pagevec_count(pvec))
 603                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
 604
 605         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_pvecs, cpu);
 606         if (pagevec_count(pvec))
 607                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_fn, NULL);
 608
 609         activate_page_drain(cpu);
 610 }
 611
 612 /**
 613  * deactivate_file_page - forcefully deactivate a file page
 614  * @page: page to deactivate
 615  *
 616  * This function hints the VM that @page is a good reclaim candidate,
 617  * for example if its invalidation fails due to the page being dirty
 618  * or under writeback.
 619  */
 620 void deactivate_file_page(struct page *page)
 621 {
 622         /*
 623          * In a workload with many unevictable page such as mprotect,
 624          * unevictable page deactivation for accelerating reclaim is pointless.
 625          */
 626         if (PageUnevictable(page))
 627                 return;
 628
 629         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
 630                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
 631
 632                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 633                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
 634                 put_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
 635         }
 636 }
 637
 638 /**
 639  * deactivate_page - deactivate a page
 640  * @page: page to deactivate
 641  *
 642  * deactivate_page() moves @page to the inactive list if @page was on the active
 643  * list and was not an unevictable page.  This is done to accelerate the reclaim
 644  * of @page.
 645  */
 646 void deactivate_page(struct page *page)
 647 {
 648         if (PageLRU(page) && PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 649                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_pvecs);
 650
 651                 get_page(page);
 652                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 653                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_fn, NULL);
 654                 put_cpu_var(lru_deactivate_pvecs);
 655         }
 656 }
 657
 658 void lru_add_drain(void)
 659 {
 660         lru_add_drain_cpu(get_cpu());
 661         put_cpu();
 662 }
 663
 664 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
 665 {
 666         lru_add_drain();
 667 }
 668
 669 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, lru_add_drain_work);
 670
 671 /*
 672  * lru_add_drain_wq is used to do lru_add_drain_all() from a WQ_MEM_RECLAIM
 673  * workqueue, aiding in getting memory freed.
 674  */
 675 static struct workqueue_struct *lru_add_drain_wq;
 676
 677 static int __init lru_init(void)
 678 {
 679         lru_add_drain_wq = alloc_workqueue("lru-add-drain", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
 680
 681         if (WARN(!lru_add_drain_wq,
 682                 "Failed to create workqueue lru_add_drain_wq"))
 683                 return -ENOMEM;
 684
 685         return 0;
 686 }
 687 early_initcall(lru_init);
 688
 689 void lru_add_drain_all(void)
 690 {
 691         static DEFINE_MUTEX(lock);
 692         static struct cpumask has_work;
 693         int cpu;
 694
 695         mutex_lock(&lock);
 696         get_online_cpus();
 697         cpumask_clear(&has_work);
 698
 699         for_each_online_cpu(cpu) {
 700                 struct work_struct *work = &per_cpu(lru_add_drain_work, cpu);
 701
 702                 if (pagevec_count(&per_cpu(lru_add_pvec, cpu)) ||
 703                     pagevec_count(&per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu)) ||
 704                     pagevec_count(&per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu)) ||
 705                     pagevec_count(&per_cpu(lru_deactivate_pvecs, cpu)) ||
 706                     need_activate_page_drain(cpu)) {
 707                         INIT_WORK(work, lru_add_drain_per_cpu);
 708                         queue_work_on(cpu, lru_add_drain_wq, work);
 709                         cpumask_set_cpu(cpu, &has_work);
 710                 }
 711         }
 712
 713         for_each_cpu(cpu, &has_work)
 714                 flush_work(&per_cpu(lru_add_drain_work, cpu));
 715
 716         put_online_cpus();
 717         mutex_unlock(&lock);
 718 }
 719
 720 /**
 721  * release_pages - batched put_page()
 722  * @pages: array of pages to release
 723  * @nr: number of pages
 724  * @cold: whether the pages are cache cold
 725  *
 726  * Decrement the reference count on all the pages in @pages.  If it
 727  * fell to zero, remove the page from the LRU and free it.
 728  */
 729 void release_pages(struct page **pages, int nr, bool cold)
 730 {
 731         int i;
 732         LIST_HEAD(pages_to_free);
 733         struct pglist_data *locked_pgdat = NULL;
 734         struct lruvec *lruvec;
 735         unsigned long uninitialized_var(flags);
 736         unsigned int uninitialized_var(lock_batch);
 737
 738         for (i = 0; i < nr; i++) {
 739                 struct page *page = pages[i];
 740
 741                 /*
 742                  * Make sure the IRQ-safe lock-holding time does not get
 743                  * excessive with a continuous string of pages from the
 744                  * same pgdat. The lock is held only if pgdat != NULL.
 745                  */
 746                 if (locked_pgdat && ++lock_batch == SWAP_CLUSTER_MAX) {
 747                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 748                         locked_pgdat = NULL;
 749                 }
 750
 751                 if (is_huge_zero_page(page))
 752                         continue;
 753
 754                 page = compound_head(page);
 755                 if (!put_page_testzero(page))
 756                         continue;
 757
 758                 if (PageCompound(page)) {
 759                         if (locked_pgdat) {
 760                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 761                                 locked_pgdat = NULL;
 762                         }
 763                         __put_compound_page(page);
 764                         continue;
 765                 }
 766
 767                 if (PageLRU(page)) {
 768                         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
 769
 770                         if (pgdat != locked_pgdat) {
 771                                 if (locked_pgdat)
 772                                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
 773                                                                         flags);
 774                                 lock_batch = 0;
 775                                 locked_pgdat = pgdat;
 776                                 spin_lock_irqsave(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 777                         }
 778
 779                         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, locked_pgdat);
 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 (locked_pgdat)
 791                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->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_pgdat(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 }