Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/net
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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_lazyfree_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         __ClearPageWaiters(page);
73         mem_cgroup_uncharge(page);
74 }
75
76 static void __put_single_page(struct page *page)
77 {
78         __page_cache_release(page);
79         free_unref_page(page);
80 }
81
82 static void __put_compound_page(struct page *page)
83 {
84         compound_page_dtor *dtor;
85
86         /*
87          * __page_cache_release() is supposed to be called for thp, not for
88          * hugetlb. This is because hugetlb page does never have PageLRU set
89          * (it's never listed to any LRU lists) and no memcg routines should
90          * be called for hugetlb (it has a separate hugetlb_cgroup.)
91          */
92         if (!PageHuge(page))
93                 __page_cache_release(page);
94         dtor = get_compound_page_dtor(page);
95         (*dtor)(page);
96 }
97
98 void __put_page(struct page *page)
99 {
100         if (is_zone_device_page(page)) {
101                 put_dev_pagemap(page->pgmap);
102
103                 /*
104                  * The page belongs to the device that created pgmap. Do
105                  * not return it to page allocator.
106                  */
107                 return;
108         }
109
110         if (unlikely(PageCompound(page)))
111                 __put_compound_page(page);
112         else
113                 __put_single_page(page);
114 }
115 EXPORT_SYMBOL(__put_page);
116
117 /**
118  * put_pages_list() - release a list of pages
119  * @pages: list of pages threaded on page->lru
120  *
121  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
122  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
123  */
124 void put_pages_list(struct list_head *pages)
125 {
126         while (!list_empty(pages)) {
127                 struct page *victim;
128
129                 victim = list_entry(pages->prev, struct page, lru);
130                 list_del(&victim->lru);
131                 put_page(victim);
132         }
133 }
134 EXPORT_SYMBOL(put_pages_list);
135
136 /*
137  * get_kernel_pages() - pin kernel pages in memory
138  * @kiov:       An array of struct kvec structures
139  * @nr_segs:    number of segments to pin
140  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
141  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
142  *              Should be at least nr_segs long.
143  *
144  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
145  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
146  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
147  * with a put_page() call when it is finished with.
148  */
149 int get_kernel_pages(const struct kvec *kiov, int nr_segs, int write,
150                 struct page **pages)
151 {
152         int seg;
153
154         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
155                 if (WARN_ON(kiov[seg].iov_len != PAGE_SIZE))
156                         return seg;
157
158                 pages[seg] = kmap_to_page(kiov[seg].iov_base);
159                 get_page(pages[seg]);
160         }
161
162         return seg;
163 }
164 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_pages);
165
166 /*
167  * get_kernel_page() - pin a kernel page in memory
168  * @start:      starting kernel address
169  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
170  * @pages:      array that receives pointer to the page pinned.
171  *              Must be at least nr_segs long.
172  *
173  * Returns 1 if page is pinned. If the page was not pinned, returns
174  * -errno. The page returned must be released with a put_page() call
175  * when it is finished with.
176  */
177 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages)
178 {
179         const struct kvec kiov = {
180                 .iov_base = (void *)start,
181                 .iov_len = PAGE_SIZE
182         };
183
184         return get_kernel_pages(&kiov, 1, write, pages);
185 }
186 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_page);
187
188 static void pagevec_lru_move_fn(struct pagevec *pvec,
189         void (*move_fn)(struct page *page, struct lruvec *lruvec, void *arg),
190         void *arg)
191 {
192         int i;
193         struct pglist_data *pgdat = NULL;
194         struct lruvec *lruvec;
195         unsigned long flags = 0;
196
197         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
198                 struct page *page = pvec->pages[i];
199                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
200
201                 if (pagepgdat != pgdat) {
202                         if (pgdat)
203                                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
204                         pgdat = pagepgdat;
205                         spin_lock_irqsave(&pgdat->lru_lock, flags);
206                 }
207
208                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
209                 (*move_fn)(page, lruvec, arg);
210         }
211         if (pgdat)
212                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
213         release_pages(pvec->pages, pvec->nr);
214         pagevec_reinit(pvec);
215 }
216
217 static void pagevec_move_tail_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
218                                  void *arg)
219 {
220         int *pgmoved = arg;
221
222         if (PageLRU(page) && !PageUnevictable(page)) {
223                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
224                 ClearPageActive(page);
225                 add_page_to_lru_list_tail(page, lruvec, page_lru(page));
226                 (*pgmoved)++;
227         }
228 }
229
230 /*
231  * pagevec_move_tail() must be called with IRQ disabled.
232  * Otherwise this may cause nasty races.
233  */
234 static void pagevec_move_tail(struct pagevec *pvec)
235 {
236         int pgmoved = 0;
237
238         pagevec_lru_move_fn(pvec, pagevec_move_tail_fn, &pgmoved);
239         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
240 }
241
242 /*
243  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
244  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
245  * inactive list.
246  */
247 void rotate_reclaimable_page(struct page *page)
248 {
249         if (!PageLocked(page) && !PageDirty(page) &&
250             !PageUnevictable(page) && PageLRU(page)) {
251                 struct pagevec *pvec;
252                 unsigned long flags;
253
254                 get_page(page);
255                 local_irq_save(flags);
256                 pvec = this_cpu_ptr(&lru_rotate_pvecs);
257                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
258                         pagevec_move_tail(pvec);
259                 local_irq_restore(flags);
260         }
261 }
262
263 static void update_page_reclaim_stat(struct lruvec *lruvec,
264                                      int file, int rotated)
265 {
266         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
267
268         reclaim_stat->recent_scanned[file]++;
269         if (rotated)
270                 reclaim_stat->recent_rotated[file]++;
271 }
272
273 static void __activate_page(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
274                             void *arg)
275 {
276         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
277                 int file = page_is_file_cache(page);
278                 int lru = page_lru_base_type(page);
279
280                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
281                 SetPageActive(page);
282                 lru += LRU_ACTIVE;
283                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
284                 trace_mm_lru_activate(page);
285
286                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
287                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 1);
288         }
289 }
290
291 #ifdef CONFIG_SMP
292 static void activate_page_drain(int cpu)
293 {
294         struct pagevec *pvec = &per_cpu(activate_page_pvecs, cpu);
295
296         if (pagevec_count(pvec))
297                 pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
298 }
299
300 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
301 {
302         return pagevec_count(&per_cpu(activate_page_pvecs, cpu)) != 0;
303 }
304
305 void activate_page(struct page *page)
306 {
307         page = compound_head(page);
308         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
309                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(activate_page_pvecs);
310
311                 get_page(page);
312                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
313                         pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
314                 put_cpu_var(activate_page_pvecs);
315         }
316 }
317
318 #else
319 static inline void activate_page_drain(int cpu)
320 {
321 }
322
323 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
324 {
325         return false;
326 }
327
328 void activate_page(struct page *page)
329 {
330         struct zone *zone = page_zone(page);
331
332         page = compound_head(page);
333         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
334         __activate_page(page, mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat), NULL);
335         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
336 }
337 #endif
338
339 static void __lru_cache_activate_page(struct page *page)
340 {
341         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
342         int i;
343
344         /*
345          * Search backwards on the optimistic assumption that the page being
346          * activated has just been added to this pagevec. Note that only
347          * the local pagevec is examined as a !PageLRU page could be in the
348          * process of being released, reclaimed, migrated or on a remote
349          * pagevec that is currently being drained. Furthermore, marking
350          * a remote pagevec's page PageActive potentially hits a race where
351          * a page is marked PageActive just after it is added to the inactive
352          * list causing accounting errors and BUG_ON checks to trigger.
353          */
354         for (i = pagevec_count(pvec) - 1; i >= 0; i--) {
355                 struct page *pagevec_page = pvec->pages[i];
356
357                 if (pagevec_page == page) {
358                         SetPageActive(page);
359                         break;
360                 }
361         }
362
363         put_cpu_var(lru_add_pvec);
364 }
365
366 /*
367  * Mark a page as having seen activity.
368  *
369  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
370  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
371  * active,unreferenced          ->      active,referenced
372  *
373  * When a newly allocated page is not yet visible, so safe for non-atomic ops,
374  * __SetPageReferenced(page) may be substituted for mark_page_accessed(page).
375  */
376 void mark_page_accessed(struct page *page)
377 {
378         page = compound_head(page);
379         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
380                         PageReferenced(page)) {
381
382                 /*
383                  * If the page is on the LRU, queue it for activation via
384                  * activate_page_pvecs. Otherwise, assume the page is on a
385                  * pagevec, mark it active and it'll be moved to the active
386                  * LRU on the next drain.
387                  */
388                 if (PageLRU(page))
389                         activate_page(page);
390                 else
391                         __lru_cache_activate_page(page);
392                 ClearPageReferenced(page);
393                 if (page_is_file_cache(page))
394                         workingset_activation(page);
395         } else if (!PageReferenced(page)) {
396                 SetPageReferenced(page);
397         }
398         if (page_is_idle(page))
399                 clear_page_idle(page);
400 }
401 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
402
403 static void __lru_cache_add(struct page *page)
404 {
405         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
406
407         get_page(page);
408         if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
409                 __pagevec_lru_add(pvec);
410         put_cpu_var(lru_add_pvec);
411 }
412
413 /**
414  * lru_cache_add_anon - add a page to the page lists
415  * @page: the page to add
416  */
417 void lru_cache_add_anon(struct page *page)
418 {
419         if (PageActive(page))
420                 ClearPageActive(page);
421         __lru_cache_add(page);
422 }
423
424 void lru_cache_add_file(struct page *page)
425 {
426         if (PageActive(page))
427                 ClearPageActive(page);
428         __lru_cache_add(page);
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(lru_cache_add_file);
431
432 /**
433  * lru_cache_add - add a page to a page list
434  * @page: the page to be added to the LRU.
435  *
436  * Queue the page for addition to the LRU via pagevec. The decision on whether
437  * to add the page to the [in]active [file|anon] list is deferred until the
438  * pagevec is drained. This gives a chance for the caller of lru_cache_add()
439  * have the page added to the active list using mark_page_accessed().
440  */
441 void lru_cache_add(struct page *page)
442 {
443         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page) && PageUnevictable(page), page);
444         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
445         __lru_cache_add(page);
446 }
447
448 /**
449  * add_page_to_unevictable_list - add a page to the unevictable list
450  * @page:  the page to be added to the unevictable list
451  *
452  * Add page directly to its zone's unevictable list.  To avoid races with
453  * tasks that might be making the page evictable, through eg. munlock,
454  * munmap or exit, while it's not on the lru, we want to add the page
455  * while it's locked or otherwise "invisible" to other tasks.  This is
456  * difficult to do when using the pagevec cache, so bypass that.
457  */
458 void add_page_to_unevictable_list(struct page *page)
459 {
460         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
461         struct lruvec *lruvec;
462
463         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
464         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
465         ClearPageActive(page);
466         SetPageUnevictable(page);
467         SetPageLRU(page);
468         add_page_to_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
469         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
470 }
471
472 /**
473  * lru_cache_add_active_or_unevictable
474  * @page:  the page to be added to LRU
475  * @vma:   vma in which page is mapped for determining reclaimability
476  *
477  * Place @page on the active or unevictable LRU list, depending on its
478  * evictability.  Note that if the page is not evictable, it goes
479  * directly back onto it's zone's unevictable list, it does NOT use a
480  * per cpu pagevec.
481  */
482 void lru_cache_add_active_or_unevictable(struct page *page,
483                                          struct vm_area_struct *vma)
484 {
485         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
486
487         if (likely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED | VM_SPECIAL)) != VM_LOCKED)) {
488                 SetPageActive(page);
489                 lru_cache_add(page);
490                 return;
491         }
492
493         if (!TestSetPageMlocked(page)) {
494                 /*
495                  * We use the irq-unsafe __mod_zone_page_stat because this
496                  * counter is not modified from interrupt context, and the pte
497                  * lock is held(spinlock), which implies preemption disabled.
498                  */
499                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
500                                     hpage_nr_pages(page));
501                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
502         }
503         add_page_to_unevictable_list(page);
504 }
505
506 /*
507  * If the page can not be invalidated, it is moved to the
508  * inactive list to speed up its reclaim.  It is moved to the
509  * head of the list, rather than the tail, to give the flusher
510  * threads some time to write it out, as this is much more
511  * effective than the single-page writeout from reclaim.
512  *
513  * If the page isn't page_mapped and dirty/writeback, the page
514  * could reclaim asap using PG_reclaim.
515  *
516  * 1. active, mapped page -> none
517  * 2. active, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
518  * 3. inactive, mapped page -> none
519  * 4. inactive, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
520  * 5. inactive, clean -> inactive, tail
521  * 6. Others -> none
522  *
523  * In 4, why it moves inactive's head, the VM expects the page would
524  * be write it out by flusher threads as this is much more effective
525  * than the single-page writeout from reclaim.
526  */
527 static void lru_deactivate_file_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
528                               void *arg)
529 {
530         int lru, file;
531         bool active;
532
533         if (!PageLRU(page))
534                 return;
535
536         if (PageUnevictable(page))
537                 return;
538
539         /* Some processes are using the page */
540         if (page_mapped(page))
541                 return;
542
543         active = PageActive(page);
544         file = page_is_file_cache(page);
545         lru = page_lru_base_type(page);
546
547         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + active);
548         ClearPageActive(page);
549         ClearPageReferenced(page);
550         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
551
552         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page)) {
553                 /*
554                  * PG_reclaim could be raced with end_page_writeback
555                  * It can make readahead confusing.  But race window
556                  * is _really_ small and  it's non-critical problem.
557                  */
558                 SetPageReclaim(page);
559         } else {
560                 /*
561                  * The page's writeback ends up during pagevec
562                  * We moves tha page into tail of inactive.
563                  */
564                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
565                 __count_vm_event(PGROTATED);
566         }
567
568         if (active)
569                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
570         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
571 }
572
573
574 static void lru_lazyfree_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
575                             void *arg)
576 {
577         if (PageLRU(page) && PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
578             !PageSwapCache(page) && !PageUnevictable(page)) {
579                 bool active = PageActive(page);
580
581                 del_page_from_lru_list(page, lruvec,
582                                        LRU_INACTIVE_ANON + active);
583                 ClearPageActive(page);
584                 ClearPageReferenced(page);
585                 /*
586                  * lazyfree pages are clean anonymous pages. They have
587                  * SwapBacked flag cleared to distinguish normal anonymous
588                  * pages
589                  */
590                 ClearPageSwapBacked(page);
591                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
592
593                 __count_vm_events(PGLAZYFREE, hpage_nr_pages(page));
594                 count_memcg_page_event(page, PGLAZYFREE);
595                 update_page_reclaim_stat(lruvec, 1, 0);
596         }
597 }
598
599 /*
600  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
601  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
602  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
603  */
604 void lru_add_drain_cpu(int cpu)
605 {
606         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvec, cpu);
607
608         if (pagevec_count(pvec))
609                 __pagevec_lru_add(pvec);
610
611         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
612         if (pagevec_count(pvec)) {
613                 unsigned long flags;
614
615                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
616                 local_irq_save(flags);
617                 pagevec_move_tail(pvec);
618                 local_irq_restore(flags);
619         }
620
621         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu);
622         if (pagevec_count(pvec))
623                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
624
625         pvec = &per_cpu(lru_lazyfree_pvecs, cpu);
626         if (pagevec_count(pvec))
627                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_lazyfree_fn, NULL);
628
629         activate_page_drain(cpu);
630 }
631
632 /**
633  * deactivate_file_page - forcefully deactivate a file page
634  * @page: page to deactivate
635  *
636  * This function hints the VM that @page is a good reclaim candidate,
637  * for example if its invalidation fails due to the page being dirty
638  * or under writeback.
639  */
640 void deactivate_file_page(struct page *page)
641 {
642         /*
643          * In a workload with many unevictable page such as mprotect,
644          * unevictable page deactivation for accelerating reclaim is pointless.
645          */
646         if (PageUnevictable(page))
647                 return;
648
649         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
650                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
651
652                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
653                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
654                 put_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
655         }
656 }
657
658 /**
659  * mark_page_lazyfree - make an anon page lazyfree
660  * @page: page to deactivate
661  *
662  * mark_page_lazyfree() moves @page to the inactive file list.
663  * This is done to accelerate the reclaim of @page.
664  */
665 void mark_page_lazyfree(struct page *page)
666 {
667         if (PageLRU(page) && PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
668             !PageSwapCache(page) && !PageUnevictable(page)) {
669                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_lazyfree_pvecs);
670
671                 get_page(page);
672                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
673                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_lazyfree_fn, NULL);
674                 put_cpu_var(lru_lazyfree_pvecs);
675         }
676 }
677
678 void lru_add_drain(void)
679 {
680         lru_add_drain_cpu(get_cpu());
681         put_cpu();
682 }
683
684 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
685 {
686         lru_add_drain();
687 }
688
689 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, lru_add_drain_work);
690
691 /*
692  * Doesn't need any cpu hotplug locking because we do rely on per-cpu
693  * kworkers being shut down before our page_alloc_cpu_dead callback is
694  * executed on the offlined cpu.
695  * Calling this function with cpu hotplug locks held can actually lead
696  * to obscure indirect dependencies via WQ context.
697  */
698 void lru_add_drain_all(void)
699 {
700         static DEFINE_MUTEX(lock);
701         static struct cpumask has_work;
702         int cpu;
703
704         /*
705          * Make sure nobody triggers this path before mm_percpu_wq is fully
706          * initialized.
707          */
708         if (WARN_ON(!mm_percpu_wq))
709                 return;
710
711         mutex_lock(&lock);
712         cpumask_clear(&has_work);
713
714         for_each_online_cpu(cpu) {
715                 struct work_struct *work = &per_cpu(lru_add_drain_work, cpu);
716
717                 if (pagevec_count(&per_cpu(lru_add_pvec, cpu)) ||
718                     pagevec_count(&per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu)) ||
719                     pagevec_count(&per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu)) ||
720                     pagevec_count(&per_cpu(lru_lazyfree_pvecs, cpu)) ||
721                     need_activate_page_drain(cpu)) {
722                         INIT_WORK(work, lru_add_drain_per_cpu);
723                         queue_work_on(cpu, mm_percpu_wq, work);
724                         cpumask_set_cpu(cpu, &has_work);
725                 }
726         }
727
728         for_each_cpu(cpu, &has_work)
729                 flush_work(&per_cpu(lru_add_drain_work, cpu));
730
731         mutex_unlock(&lock);
732 }
733
734 /**
735  * release_pages - batched put_page()
736  * @pages: array of pages to release
737  * @nr: number of pages
738  * @cold: whether the pages are cache cold
739  *
740  * Decrement the reference count on all the pages in @pages.  If it
741  * fell to zero, remove the page from the LRU and free it.
742  */
743 void release_pages(struct page **pages, int nr)
744 {
745         int i;
746         LIST_HEAD(pages_to_free);
747         struct pglist_data *locked_pgdat = NULL;
748         struct lruvec *lruvec;
749         unsigned long uninitialized_var(flags);
750         unsigned int uninitialized_var(lock_batch);
751
752         for (i = 0; i < nr; i++) {
753                 struct page *page = pages[i];
754
755                 /*
756                  * Make sure the IRQ-safe lock-holding time does not get
757                  * excessive with a continuous string of pages from the
758                  * same pgdat. The lock is held only if pgdat != NULL.
759                  */
760                 if (locked_pgdat && ++lock_batch == SWAP_CLUSTER_MAX) {
761                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
762                         locked_pgdat = NULL;
763                 }
764
765                 if (is_huge_zero_page(page))
766                         continue;
767
768                 /* Device public page can not be huge page */
769                 if (is_device_public_page(page)) {
770                         if (locked_pgdat) {
771                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
772                                                        flags);
773                                 locked_pgdat = NULL;
774                         }
775                         put_zone_device_private_or_public_page(page);
776                         continue;
777                 }
778
779                 page = compound_head(page);
780                 if (!put_page_testzero(page))
781                         continue;
782
783                 if (PageCompound(page)) {
784                         if (locked_pgdat) {
785                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
786                                 locked_pgdat = NULL;
787                         }
788                         __put_compound_page(page);
789                         continue;
790                 }
791
792                 if (PageLRU(page)) {
793                         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
794
795                         if (pgdat != locked_pgdat) {
796                                 if (locked_pgdat)
797                                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
798                                                                         flags);
799                                 lock_batch = 0;
800                                 locked_pgdat = pgdat;
801                                 spin_lock_irqsave(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
802                         }
803
804                         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, locked_pgdat);
805                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
806                         __ClearPageLRU(page);
807                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
808                 }
809
810                 /* Clear Active bit in case of parallel mark_page_accessed */
811                 __ClearPageActive(page);
812                 __ClearPageWaiters(page);
813
814                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
815         }
816         if (locked_pgdat)
817                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
818
819         mem_cgroup_uncharge_list(&pages_to_free);
820         free_unref_page_list(&pages_to_free);
821 }
822 EXPORT_SYMBOL(release_pages);
823
824 /*
825  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
826  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
827  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
828  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
829  *
830  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
831  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
832  * mutual recursion.
833  */
834 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
835 {
836         if (!pvec->percpu_pvec_drained) {
837                 lru_add_drain();
838                 pvec->percpu_pvec_drained = true;
839         }
840         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec));
841         pagevec_reinit(pvec);
842 }
843 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
844
845 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
846 /* used by __split_huge_page_refcount() */
847 void lru_add_page_tail(struct page *page, struct page *page_tail,
848                        struct lruvec *lruvec, struct list_head *list)
849 {
850         const int file = 0;
851
852         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
853         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page_tail), page);
854         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page_tail), page);
855         VM_BUG_ON(NR_CPUS != 1 &&
856                   !spin_is_locked(&lruvec_pgdat(lruvec)->lru_lock));
857
858         if (!list)
859                 SetPageLRU(page_tail);
860
861         if (likely(PageLRU(page)))
862                 list_add_tail(&page_tail->lru, &page->lru);
863         else if (list) {
864                 /* page reclaim is reclaiming a huge page */
865                 get_page(page_tail);
866                 list_add_tail(&page_tail->lru, list);
867         } else {
868                 struct list_head *list_head;
869                 /*
870                  * Head page has not yet been counted, as an hpage,
871                  * so we must account for each subpage individually.
872                  *
873                  * Use the standard add function to put page_tail on the list,
874                  * but then correct its position so they all end up in order.
875                  */
876                 add_page_to_lru_list(page_tail, lruvec, page_lru(page_tail));
877                 list_head = page_tail->lru.prev;
878                 list_move_tail(&page_tail->lru, list_head);
879         }
880
881         if (!PageUnevictable(page))
882                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, PageActive(page_tail));
883 }
884 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
885
886 static void __pagevec_lru_add_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
887                                  void *arg)
888 {
889         int file = page_is_file_cache(page);
890         int active = PageActive(page);
891         enum lru_list lru = page_lru(page);
892
893         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
894
895         SetPageLRU(page);
896         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
897         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, active);
898         trace_mm_lru_insertion(page, lru);
899 }
900
901 /*
902  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
903  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
904  */
905 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
906 {
907         pagevec_lru_move_fn(pvec, __pagevec_lru_add_fn, NULL);
908 }
909 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
910
911 /**
912  * pagevec_lookup_entries - gang pagecache lookup
913  * @pvec:       Where the resulting entries are placed
914  * @mapping:    The address_space to search
915  * @start:      The starting entry index
916  * @nr_pages:   The maximum number of pages
917  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @pvec
918  *
919  * pagevec_lookup_entries() will search for and return a group of up
920  * to @nr_pages pages and shadow entries in the mapping.  All
921  * entries are placed in @pvec.  pagevec_lookup_entries() takes a
922  * reference against actual pages in @pvec.
923  *
924  * The search returns a group of mapping-contiguous entries with
925  * ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
926  * not-present entries.
927  *
928  * pagevec_lookup_entries() returns the number of entries which were
929  * found.
930  */
931 unsigned pagevec_lookup_entries(struct pagevec *pvec,
932                                 struct address_space *mapping,
933                                 pgoff_t start, unsigned nr_entries,
934                                 pgoff_t *indices)
935 {
936         pvec->nr = find_get_entries(mapping, start, nr_entries,
937                                     pvec->pages, indices);
938         return pagevec_count(pvec);
939 }
940
941 /**
942  * pagevec_remove_exceptionals - pagevec exceptionals pruning
943  * @pvec:       The pagevec to prune
944  *
945  * pagevec_lookup_entries() fills both pages and exceptional radix
946  * tree entries into the pagevec.  This function prunes all
947  * exceptionals from @pvec without leaving holes, so that it can be
948  * passed on to page-only pagevec operations.
949  */
950 void pagevec_remove_exceptionals(struct pagevec *pvec)
951 {
952         int i, j;
953
954         for (i = 0, j = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
955                 struct page *page = pvec->pages[i];
956                 if (!radix_tree_exceptional_entry(page))
957                         pvec->pages[j++] = page;
958         }
959         pvec->nr = j;
960 }
961
962 /**
963  * pagevec_lookup_range - gang pagecache lookup
964  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
965  * @mapping:    The address_space to search
966  * @start:      The starting page index
967  * @end:        The final page index
968  *
969  * pagevec_lookup_range() will search for & return a group of up to PAGEVEC_SIZE
970  * pages in the mapping starting from index @start and upto index @end
971  * (inclusive).  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
972  * reference against the pages in @pvec.
973  *
974  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
975  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages. We
976  * also update @start to index the next page for the traversal.
977  *
978  * pagevec_lookup_range() returns the number of pages which were found. If this
979  * number is smaller than PAGEVEC_SIZE, the end of specified range has been
980  * reached.
981  */
982 unsigned pagevec_lookup_range(struct pagevec *pvec,
983                 struct address_space *mapping, pgoff_t *start, pgoff_t end)
984 {
985         pvec->nr = find_get_pages_range(mapping, start, end, PAGEVEC_SIZE,
986                                         pvec->pages);
987         return pagevec_count(pvec);
988 }
989 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range);
990
991 unsigned pagevec_lookup_range_tag(struct pagevec *pvec,
992                 struct address_space *mapping, pgoff_t *index, pgoff_t end,
993                 int tag)
994 {
995         pvec->nr = find_get_pages_range_tag(mapping, index, end, tag,
996                                         PAGEVEC_SIZE, pvec->pages);
997         return pagevec_count(pvec);
998 }
999 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range_tag);
1000
1001 unsigned pagevec_lookup_range_nr_tag(struct pagevec *pvec,
1002                 struct address_space *mapping, pgoff_t *index, pgoff_t end,
1003                 int tag, unsigned max_pages)
1004 {
1005         pvec->nr = find_get_pages_range_tag(mapping, index, end, tag,
1006                 min_t(unsigned int, max_pages, PAGEVEC_SIZE), pvec->pages);
1007         return pagevec_count(pvec);
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range_nr_tag);
1010 /*
1011  * Perform any setup for the swap system
1012  */
1013 void __init swap_setup(void)
1014 {
1015         unsigned long megs = totalram_pages >> (20 - PAGE_SHIFT);
1016
1017         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
1018         if (megs < 16)
1019                 page_cluster = 2;
1020         else
1021                 page_cluster = 3;
1022         /*
1023          * Right now other parts of the system means that we
1024          * _really_ don't want to cluster much more
1025          */
1026 }