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