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