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) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 213                 enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
 214                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
 215                 (*pgmoved)++;
 216         }
 217 }
 218
 219 /*
 220  * pagevec_move_tail() must be called with IRQ disabled.
 221  * Otherwise this may cause nasty races.
 222  */
 223 static void pagevec_move_tail(struct pagevec *pvec)
 224 {
 225         int pgmoved = 0;
 226
 227         pagevec_lru_move_fn(pvec, pagevec_move_tail_fn, &pgmoved);
 228         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
 229 }
 230
 231 /*
 232  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
 233  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
 234  * inactive list.
 235  */
 236 void rotate_reclaimable_page(struct page *page)
 237 {
 238         if (!PageLocked(page) && !PageDirty(page) && !PageActive(page) &&
 239             !PageUnevictable(page) && PageLRU(page)) {
 240                 struct pagevec *pvec;
 241                 unsigned long flags;
 242
 243                 get_page(page);
 244                 local_irq_save(flags);
 245                 pvec = this_cpu_ptr(&lru_rotate_pvecs);
 246                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 247                         pagevec_move_tail(pvec);
 248                 local_irq_restore(flags);
 249         }
 250 }
 251
 252 static void update_page_reclaim_stat(struct lruvec *lruvec,
 253                                      int file, int rotated)
 254 {
 255         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
 256
 257         reclaim_stat->recent_scanned[file]++;
 258         if (rotated)
 259                 reclaim_stat->recent_rotated[file]++;
 260 }
 261
 262 static void __activate_page(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 263                             void *arg)
 264 {
 265         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 266                 int file = page_is_file_cache(page);
 267                 int lru = page_lru_base_type(page);
 268
 269                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
 270                 SetPageActive(page);
 271                 lru += LRU_ACTIVE;
 272                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 273                 trace_mm_lru_activate(page);
 274
 275                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
 276                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 1);
 277         }
 278 }
 279
 280 #ifdef CONFIG_SMP
 281 static void activate_page_drain(int cpu)
 282 {
 283         struct pagevec *pvec = &per_cpu(activate_page_pvecs, cpu);
 284
 285         if (pagevec_count(pvec))
 286                 pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
 287 }
 288
 289 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
 290 {
 291         return pagevec_count(&per_cpu(activate_page_pvecs, cpu)) != 0;
 292 }
 293
 294 void activate_page(struct page *page)
 295 {
 296         page = compound_head(page);
 297         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 298                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(activate_page_pvecs);
 299
 300                 get_page(page);
 301                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 302                         pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
 303                 put_cpu_var(activate_page_pvecs);
 304         }
 305 }
 306
 307 #else
 308 static inline void activate_page_drain(int cpu)
 309 {
 310 }
 311
 312 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
 313 {
 314         return false;
 315 }
 316
 317 void activate_page(struct page *page)
 318 {
 319         struct zone *zone = page_zone(page);
 320
 321         page = compound_head(page);
 322         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
 323         __activate_page(page, mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat), NULL);
 324         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 325 }
 326 #endif
 327
 328 static void __lru_cache_activate_page(struct page *page)
 329 {
 330         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
 331         int i;
 332
 333         /*
 334          * Search backwards on the optimistic assumption that the page being
 335          * activated has just been added to this pagevec. Note that only
 336          * the local pagevec is examined as a !PageLRU page could be in the
 337          * process of being released, reclaimed, migrated or on a remote
 338          * pagevec that is currently being drained. Furthermore, marking
 339          * a remote pagevec's page PageActive potentially hits a race where
 340          * a page is marked PageActive just after it is added to the inactive
 341          * list causing accounting errors and BUG_ON checks to trigger.
 342          */
 343         for (i = pagevec_count(pvec) - 1; i >= 0; i--) {
 344                 struct page *pagevec_page = pvec->pages[i];
 345
 346                 if (pagevec_page == page) {
 347                         SetPageActive(page);
 348                         break;
 349                 }
 350         }
 351
 352         put_cpu_var(lru_add_pvec);
 353 }
 354
 355 /*
 356  * Mark a page as having seen activity.
 357  *
 358  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
 359  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
 360  * active,unreferenced          ->      active,referenced
 361  *
 362  * When a newly allocated page is not yet visible, so safe for non-atomic ops,
 363  * __SetPageReferenced(page) may be substituted for mark_page_accessed(page).
 364  */
 365 void mark_page_accessed(struct page *page)
 366 {
 367         page = compound_head(page);
 368         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
 369                         PageReferenced(page)) {
 370
 371                 /*
 372                  * If the page is on the LRU, queue it for activation via
 373                  * activate_page_pvecs. Otherwise, assume the page is on a
 374                  * pagevec, mark it active and it'll be moved to the active
 375                  * LRU on the next drain.
 376                  */
 377                 if (PageLRU(page))
 378                         activate_page(page);
 379                 else
 380                         __lru_cache_activate_page(page);
 381                 ClearPageReferenced(page);
 382                 if (page_is_file_cache(page))
 383                         workingset_activation(page);
 384         } else if (!PageReferenced(page)) {
 385                 SetPageReferenced(page);
 386         }
 387         if (page_is_idle(page))
 388                 clear_page_idle(page);
 389 }
 390 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
 391
 392 static void __lru_cache_add(struct page *page)
 393 {
 394         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
 395
 396         get_page(page);
 397         if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 398                 __pagevec_lru_add(pvec);
 399         put_cpu_var(lru_add_pvec);
 400 }
 401
 402 /**
 403  * lru_cache_add: add a page to the page lists
 404  * @page: the page to add
 405  */
 406 void lru_cache_add_anon(struct page *page)
 407 {
 408         if (PageActive(page))
 409                 ClearPageActive(page);
 410         __lru_cache_add(page);
 411 }
 412
 413 void lru_cache_add_file(struct page *page)
 414 {
 415         if (PageActive(page))
 416                 ClearPageActive(page);
 417         __lru_cache_add(page);
 418 }
 419 EXPORT_SYMBOL(lru_cache_add_file);
 420
 421 /**
 422  * lru_cache_add - add a page to a page list
 423  * @page: the page to be added to the LRU.
 424  *
 425  * Queue the page for addition to the LRU via pagevec. The decision on whether
 426  * to add the page to the [in]active [file|anon] list is deferred until the
 427  * pagevec is drained. This gives a chance for the caller of lru_cache_add()
 428  * have the page added to the active list using mark_page_accessed().
 429  */
 430 void lru_cache_add(struct page *page)
 431 {
 432         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page) && PageUnevictable(page), page);
 433         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 434         __lru_cache_add(page);
 435 }
 436
 437 /**
 438  * add_page_to_unevictable_list - add a page to the unevictable list
 439  * @page:  the page to be added to the unevictable list
 440  *
 441  * Add page directly to its zone's unevictable list.  To avoid races with
 442  * tasks that might be making the page evictable, through eg. munlock,
 443  * munmap or exit, while it's not on the lru, we want to add the page
 444  * while it's locked or otherwise "invisible" to other tasks.  This is
 445  * difficult to do when using the pagevec cache, so bypass that.
 446  */
 447 void add_page_to_unevictable_list(struct page *page)
 448 {
 449         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
 450         struct lruvec *lruvec;
 451
 452         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
 453         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
 454         ClearPageActive(page);
 455         SetPageUnevictable(page);
 456         SetPageLRU(page);
 457         add_page_to_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
 458         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
 459 }
 460
 461 /**
 462  * lru_cache_add_active_or_unevictable
 463  * @page:  the page to be added to LRU
 464  * @vma:   vma in which page is mapped for determining reclaimability
 465  *
 466  * Place @page on the active or unevictable LRU list, depending on its
 467  * evictability.  Note that if the page is not evictable, it goes
 468  * directly back onto it's zone's unevictable list, it does NOT use a
 469  * per cpu pagevec.
 470  */
 471 void lru_cache_add_active_or_unevictable(struct page *page,
 472                                          struct vm_area_struct *vma)
 473 {
 474         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 475
 476         if (likely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED | VM_SPECIAL)) != VM_LOCKED)) {
 477                 SetPageActive(page);
 478                 lru_cache_add(page);
 479                 return;
 480         }
 481
 482         if (!TestSetPageMlocked(page)) {
 483                 /*
 484                  * We use the irq-unsafe __mod_zone_page_stat because this
 485                  * counter is not modified from interrupt context, and the pte
 486                  * lock is held(spinlock), which implies preemption disabled.
 487                  */
 488                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
 489                                     hpage_nr_pages(page));
 490                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
 491         }
 492         add_page_to_unevictable_list(page);
 493 }
 494
 495 /*
 496  * If the page can not be invalidated, it is moved to the
 497  * inactive list to speed up its reclaim.  It is moved to the
 498  * head of the list, rather than the tail, to give the flusher
 499  * threads some time to write it out, as this is much more
 500  * effective than the single-page writeout from reclaim.
 501  *
 502  * If the page isn't page_mapped and dirty/writeback, the page
 503  * could reclaim asap using PG_reclaim.
 504  *
 505  * 1. active, mapped page -> none
 506  * 2. active, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
 507  * 3. inactive, mapped page -> none
 508  * 4. inactive, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
 509  * 5. inactive, clean -> inactive, tail
 510  * 6. Others -> none
 511  *
 512  * In 4, why it moves inactive's head, the VM expects the page would
 513  * be write it out by flusher threads as this is much more effective
 514  * than the single-page writeout from reclaim.
 515  */
 516 static void lru_deactivate_file_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 517                               void *arg)
 518 {
 519         int lru, file;
 520         bool active;
 521
 522         if (!PageLRU(page))
 523                 return;
 524
 525         if (PageUnevictable(page))
 526                 return;
 527
 528         /* Some processes are using the page */
 529         if (page_mapped(page))
 530                 return;
 531
 532         active = PageActive(page);
 533         file = page_is_file_cache(page);
 534         lru = page_lru_base_type(page);
 535
 536         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + active);
 537         ClearPageActive(page);
 538         ClearPageReferenced(page);
 539         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 540
 541         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page)) {
 542                 /*
 543                  * PG_reclaim could be raced with end_page_writeback
 544                  * It can make readahead confusing.  But race window
 545                  * is _really_ small and  it's non-critical problem.
 546                  */
 547                 SetPageReclaim(page);
 548         } else {
 549                 /*
 550                  * The page's writeback ends up during pagevec
 551                  * We moves tha page into tail of inactive.
 552                  */
 553                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
 554                 __count_vm_event(PGROTATED);
 555         }
 556
 557         if (active)
 558                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
 559         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
 560 }
 561
 562
 563 static void lru_deactivate_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 564                             void *arg)
 565 {
 566         if (PageLRU(page) && PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 567                 int file = page_is_file_cache(page);
 568                 int lru = page_lru_base_type(page);
 569
 570                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + LRU_ACTIVE);
 571                 ClearPageActive(page);
 572                 ClearPageReferenced(page);
 573                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 574
 575                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
 576                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
 577         }
 578 }
 579
 580 /*
 581  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
 582  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
 583  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
 584  */
 585 void lru_add_drain_cpu(int cpu)
 586 {
 587         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvec, cpu);
 588
 589         if (pagevec_count(pvec))
 590                 __pagevec_lru_add(pvec);
 591
 592         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
 593         if (pagevec_count(pvec)) {
 594                 unsigned long flags;
 595
 596                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
 597                 local_irq_save(flags);
 598                 pagevec_move_tail(pvec);
 599                 local_irq_restore(flags);
 600         }
 601
 602         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu);
 603         if (pagevec_count(pvec))
 604                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
 605
 606         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_pvecs, cpu);
 607         if (pagevec_count(pvec))
 608                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_fn, NULL);
 609
 610         activate_page_drain(cpu);
 611 }
 612
 613 /**
 614  * deactivate_file_page - forcefully deactivate a file page
 615  * @page: page to deactivate
 616  *
 617  * This function hints the VM that @page is a good reclaim candidate,
 618  * for example if its invalidation fails due to the page being dirty
 619  * or under writeback.
 620  */
 621 void deactivate_file_page(struct page *page)
 622 {
 623         /*
 624          * In a workload with many unevictable page such as mprotect,
 625          * unevictable page deactivation for accelerating reclaim is pointless.
 626          */
 627         if (PageUnevictable(page))
 628                 return;
 629
 630         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
 631                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
 632
 633                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 634                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
 635                 put_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
 636         }
 637 }
 638
 639 /**
 640  * deactivate_page - deactivate a page
 641  * @page: page to deactivate
 642  *
 643  * deactivate_page() moves @page to the inactive list if @page was on the active
 644  * list and was not an unevictable page.  This is done to accelerate the reclaim
 645  * of @page.
 646  */
 647 void deactivate_page(struct page *page)
 648 {
 649         if (PageLRU(page) && PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 650                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_pvecs);
 651
 652                 get_page(page);
 653                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
 654                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_fn, NULL);
 655                 put_cpu_var(lru_deactivate_pvecs);
 656         }
 657 }
 658
 659 void lru_add_drain(void)
 660 {
 661         lru_add_drain_cpu(get_cpu());
 662         put_cpu();
 663 }
 664
 665 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
 666 {
 667         lru_add_drain();
 668 }
 669
 670 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, lru_add_drain_work);
 671
 672 /*
 673  * lru_add_drain_wq is used to do lru_add_drain_all() from a WQ_MEM_RECLAIM
 674  * workqueue, aiding in getting memory freed.
 675  */
 676 static struct workqueue_struct *lru_add_drain_wq;
 677
 678 static int __init lru_init(void)
 679 {
 680         lru_add_drain_wq = alloc_workqueue("lru-add-drain", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
 681
 682         if (WARN(!lru_add_drain_wq,
 683                 "Failed to create workqueue lru_add_drain_wq"))
 684                 return -ENOMEM;
 685
 686         return 0;
 687 }
 688 early_initcall(lru_init);
 689
 690 void lru_add_drain_all(void)
 691 {
 692         static DEFINE_MUTEX(lock);
 693         static struct cpumask has_work;
 694         int cpu;
 695
 696         mutex_lock(&lock);
 697         get_online_cpus();
 698         cpumask_clear(&has_work);
 699
 700         for_each_online_cpu(cpu) {
 701                 struct work_struct *work = &per_cpu(lru_add_drain_work, cpu);
 702
 703                 if (pagevec_count(&per_cpu(lru_add_pvec, cpu)) ||
 704                     pagevec_count(&per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu)) ||
 705                     pagevec_count(&per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu)) ||
 706                     pagevec_count(&per_cpu(lru_deactivate_pvecs, cpu)) ||
 707                     need_activate_page_drain(cpu)) {
 708                         INIT_WORK(work, lru_add_drain_per_cpu);
 709                         queue_work_on(cpu, lru_add_drain_wq, work);
 710                         cpumask_set_cpu(cpu, &has_work);
 711                 }
 712         }
 713
 714         for_each_cpu(cpu, &has_work)
 715                 flush_work(&per_cpu(lru_add_drain_work, cpu));
 716
 717         put_online_cpus();
 718         mutex_unlock(&lock);
 719 }
 720
 721 /**
 722  * release_pages - batched put_page()
 723  * @pages: array of pages to release
 724  * @nr: number of pages
 725  * @cold: whether the pages are cache cold
 726  *
 727  * Decrement the reference count on all the pages in @pages.  If it
 728  * fell to zero, remove the page from the LRU and free it.
 729  */
 730 void release_pages(struct page **pages, int nr, bool cold)
 731 {
 732         int i;
 733         LIST_HEAD(pages_to_free);
 734         struct pglist_data *locked_pgdat = NULL;
 735         struct lruvec *lruvec;
 736         unsigned long uninitialized_var(flags);
 737         unsigned int uninitialized_var(lock_batch);
 738
 739         for (i = 0; i < nr; i++) {
 740                 struct page *page = pages[i];
 741
 742                 /*
 743                  * Make sure the IRQ-safe lock-holding time does not get
 744                  * excessive with a continuous string of pages from the
 745                  * same pgdat. The lock is held only if pgdat != NULL.
 746                  */
 747                 if (locked_pgdat && ++lock_batch == SWAP_CLUSTER_MAX) {
 748                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 749                         locked_pgdat = NULL;
 750                 }
 751
 752                 if (is_huge_zero_page(page))
 753                         continue;
 754
 755                 page = compound_head(page);
 756                 if (!put_page_testzero(page))
 757                         continue;
 758
 759                 if (PageCompound(page)) {
 760                         if (locked_pgdat) {
 761                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 762                                 locked_pgdat = NULL;
 763                         }
 764                         __put_compound_page(page);
 765                         continue;
 766                 }
 767
 768                 if (PageLRU(page)) {
 769                         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
 770
 771                         if (pgdat != locked_pgdat) {
 772                                 if (locked_pgdat)
 773                                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
 774                                                                         flags);
 775                                 lock_batch = 0;
 776                                 locked_pgdat = pgdat;
 777                                 spin_lock_irqsave(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 778                         }
 779
 780                         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, locked_pgdat);
 781                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
 782                         __ClearPageLRU(page);
 783                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
 784                 }
 785
 786                 /* Clear Active bit in case of parallel mark_page_accessed */
 787                 __ClearPageActive(page);
 788                 __ClearPageWaiters(page);
 789
 790                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
 791         }
 792         if (locked_pgdat)
 793                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
 794
 795         mem_cgroup_uncharge_list(&pages_to_free);
 796         free_hot_cold_page_list(&pages_to_free, cold);
 797 }
 798 EXPORT_SYMBOL(release_pages);
 799
 800 /*
 801  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
 802  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
 803  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
 804  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
 805  *
 806  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
 807  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
 808  * mutual recursion.
 809  */
 810 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
 811 {
 812         lru_add_drain();
 813         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
 814         pagevec_reinit(pvec);
 815 }
 816 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
 817
 818 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 819 /* used by __split_huge_page_refcount() */
 820 void lru_add_page_tail(struct page *page, struct page *page_tail,
 821                        struct lruvec *lruvec, struct list_head *list)
 822 {
 823         const int file = 0;
 824
 825         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
 826         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page_tail), page);
 827         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page_tail), page);
 828         VM_BUG_ON(NR_CPUS != 1 &&
 829                   !spin_is_locked(&lruvec_pgdat(lruvec)->lru_lock));
 830
 831         if (!list)
 832                 SetPageLRU(page_tail);
 833
 834         if (likely(PageLRU(page)))
 835                 list_add_tail(&page_tail->lru, &page->lru);
 836         else if (list) {
 837                 /* page reclaim is reclaiming a huge page */
 838                 get_page(page_tail);
 839                 list_add_tail(&page_tail->lru, list);
 840         } else {
 841                 struct list_head *list_head;
 842                 /*
 843                  * Head page has not yet been counted, as an hpage,
 844                  * so we must account for each subpage individually.
 845                  *
 846                  * Use the standard add function to put page_tail on the list,
 847                  * but then correct its position so they all end up in order.
 848                  */
 849                 add_page_to_lru_list(page_tail, lruvec, page_lru(page_tail));
 850                 list_head = page_tail->lru.prev;
 851                 list_move_tail(&page_tail->lru, list_head);
 852         }
 853
 854         if (!PageUnevictable(page))
 855                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, PageActive(page_tail));
 856 }
 857 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 858
 859 static void __pagevec_lru_add_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 860                                  void *arg)
 861 {
 862         int file = page_is_file_cache(page);
 863         int active = PageActive(page);
 864         enum lru_list lru = page_lru(page);
 865
 866         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 867
 868         SetPageLRU(page);
 869         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 870         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, active);
 871         trace_mm_lru_insertion(page, lru);
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
 876  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
 877  */
 878 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
 879 {
 880         pagevec_lru_move_fn(pvec, __pagevec_lru_add_fn, NULL);
 881 }
 882 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
 883
 884 /**
 885  * pagevec_lookup_entries - gang pagecache lookup
 886  * @pvec:       Where the resulting entries are placed
 887  * @mapping:    The address_space to search
 888  * @start:      The starting entry index
 889  * @nr_entries: The maximum number of entries
 890  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @pvec
 891  *
 892  * pagevec_lookup_entries() will search for and return a group of up
 893  * to @nr_entries pages and shadow entries in the mapping.  All
 894  * entries are placed in @pvec.  pagevec_lookup_entries() takes a
 895  * reference against actual pages in @pvec.
 896  *
 897  * The search returns a group of mapping-contiguous entries with
 898  * ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
 899  * not-present entries.
 900  *
 901  * pagevec_lookup_entries() returns the number of entries which were
 902  * found.
 903  */
 904 unsigned pagevec_lookup_entries(struct pagevec *pvec,
 905                                 struct address_space *mapping,
 906                                 pgoff_t start, unsigned nr_pages,
 907                                 pgoff_t *indices)
 908 {
 909         pvec->nr = find_get_entries(mapping, start, nr_pages,
 910                                     pvec->pages, indices);
 911         return pagevec_count(pvec);
 912 }
 913
 914 /**
 915  * pagevec_remove_exceptionals - pagevec exceptionals pruning
 916  * @pvec:       The pagevec to prune
 917  *
 918  * pagevec_lookup_entries() fills both pages and exceptional radix
 919  * tree entries into the pagevec.  This function prunes all
 920  * exceptionals from @pvec without leaving holes, so that it can be
 921  * passed on to page-only pagevec operations.
 922  */
 923 void pagevec_remove_exceptionals(struct pagevec *pvec)
 924 {
 925         int i, j;
 926
 927         for (i = 0, j = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 928                 struct page *page = pvec->pages[i];
 929                 if (!radix_tree_exceptional_entry(page))
 930                         pvec->pages[j++] = page;
 931         }
 932         pvec->nr = j;
 933 }
 934
 935 /**
 936  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
 937  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
 938  * @mapping:    The address_space to search
 939  * @start:      The starting page index
 940  * @nr_pages:   The maximum number of pages
 941  *
 942  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
 943  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
 944  * reference against the pages in @pvec.
 945  *
 946  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
 947  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
 948  *
 949  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
 950  */
 951 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
 952                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
 953 {
 954         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
 955         return pagevec_count(pvec);
 956 }
 957 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup);
 958
 959 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
 960                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
 961 {
 962         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
 963                                         nr_pages, pvec->pages);
 964         return pagevec_count(pvec);
 965 }
 966 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_tag);
 967
 968 /*
 969  * Perform any setup for the swap system
 970  */
 971 void __init swap_setup(void)
 972 {
 973         unsigned long megs = totalram_pages >> (20 - PAGE_SHIFT);
 974 #ifdef CONFIG_SWAP
 975         int i;
 976
 977         for (i = 0; i < MAX_SWAPFILES; i++)
 978                 spin_lock_init(&swapper_spaces[i].tree_lock);
 979 #endif
 980
 981         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
 982         if (megs < 16)
 983                 page_cluster = 2;
 984         else
 985                 page_cluster = 3;
 986         /*
 987          * Right now other parts of the system means that we
 988          * _really_ don't want to cluster much more
 989          */
 990 }