26fc9b5f1b6c1b4ad67226c19b1166c62616a9af
[muen/linux.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/memremap.h>
33 #include <linux/memcontrol.h>
34 #include <linux/gfp.h>
35 #include <linux/uio.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/page_idle.h>
38
39 #include "internal.h"
40
41 #define CREATE_TRACE_POINTS
42 #include <trace/events/pagemap.h>
43
44 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
45 int page_cluster;
46
47 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_pvec);
48 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_rotate_pvecs);
49 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_deactivate_file_pvecs);
50 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_lazyfree_pvecs);
51 #ifdef CONFIG_SMP
52 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, activate_page_pvecs);
53 #endif
54
55 /*
56  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
57  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
58  */
59 static void __page_cache_release(struct page *page)
60 {
61         if (PageLRU(page)) {
62                 struct zone *zone = page_zone(page);
63                 struct lruvec *lruvec;
64                 unsigned long flags;
65
66                 spin_lock_irqsave(zone_lru_lock(zone), flags);
67                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
68                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
69                 __ClearPageLRU(page);
70                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
71                 spin_unlock_irqrestore(zone_lru_lock(zone), flags);
72         }
73         __ClearPageWaiters(page);
74         mem_cgroup_uncharge(page);
75 }
76
77 static void __put_single_page(struct page *page)
78 {
79         __page_cache_release(page);
80         free_unref_page(page);
81 }
82
83 static void __put_compound_page(struct page *page)
84 {
85         compound_page_dtor *dtor;
86
87         /*
88          * __page_cache_release() is supposed to be called for thp, not for
89          * hugetlb. This is because hugetlb page does never have PageLRU set
90          * (it's never listed to any LRU lists) and no memcg routines should
91          * be called for hugetlb (it has a separate hugetlb_cgroup.)
92          */
93         if (!PageHuge(page))
94                 __page_cache_release(page);
95         dtor = get_compound_page_dtor(page);
96         (*dtor)(page);
97 }
98
99 void __put_page(struct page *page)
100 {
101         if (is_zone_device_page(page)) {
102                 put_dev_pagemap(page->pgmap);
103
104                 /*
105                  * The page belongs to the device that created pgmap. Do
106                  * not return it to page allocator.
107                  */
108                 return;
109         }
110
111         if (unlikely(PageCompound(page)))
112                 __put_compound_page(page);
113         else
114                 __put_single_page(page);
115 }
116 EXPORT_SYMBOL(__put_page);
117
118 /**
119  * put_pages_list() - release a list of pages
120  * @pages: list of pages threaded on page->lru
121  *
122  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
123  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
124  */
125 void put_pages_list(struct list_head *pages)
126 {
127         while (!list_empty(pages)) {
128                 struct page *victim;
129
130                 victim = list_entry(pages->prev, struct page, lru);
131                 list_del(&victim->lru);
132                 put_page(victim);
133         }
134 }
135 EXPORT_SYMBOL(put_pages_list);
136
137 /*
138  * get_kernel_pages() - pin kernel pages in memory
139  * @kiov:       An array of struct kvec structures
140  * @nr_segs:    number of segments to pin
141  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
142  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
143  *              Should be at least nr_segs long.
144  *
145  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
146  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
147  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
148  * with a put_page() call when it is finished with.
149  */
150 int get_kernel_pages(const struct kvec *kiov, int nr_segs, int write,
151                 struct page **pages)
152 {
153         int seg;
154
155         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
156                 if (WARN_ON(kiov[seg].iov_len != PAGE_SIZE))
157                         return seg;
158
159                 pages[seg] = kmap_to_page(kiov[seg].iov_base);
160                 get_page(pages[seg]);
161         }
162
163         return seg;
164 }
165 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_pages);
166
167 /*
168  * get_kernel_page() - pin a kernel page in memory
169  * @start:      starting kernel address
170  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
171  * @pages:      array that receives pointer to the page pinned.
172  *              Must be at least nr_segs long.
173  *
174  * Returns 1 if page is pinned. If the page was not pinned, returns
175  * -errno. The page returned must be released with a put_page() call
176  * when it is finished with.
177  */
178 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages)
179 {
180         const struct kvec kiov = {
181                 .iov_base = (void *)start,
182                 .iov_len = PAGE_SIZE
183         };
184
185         return get_kernel_pages(&kiov, 1, write, pages);
186 }
187 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_page);
188
189 static void pagevec_lru_move_fn(struct pagevec *pvec,
190         void (*move_fn)(struct page *page, struct lruvec *lruvec, void *arg),
191         void *arg)
192 {
193         int i;
194         struct pglist_data *pgdat = NULL;
195         struct lruvec *lruvec;
196         unsigned long flags = 0;
197
198         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
199                 struct page *page = pvec->pages[i];
200                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
201
202                 if (pagepgdat != pgdat) {
203                         if (pgdat)
204                                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
205                         pgdat = pagepgdat;
206                         spin_lock_irqsave(&pgdat->lru_lock, flags);
207                 }
208
209                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
210                 (*move_fn)(page, lruvec, arg);
211         }
212         if (pgdat)
213                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
214         release_pages(pvec->pages, pvec->nr);
215         pagevec_reinit(pvec);
216 }
217
218 static void pagevec_move_tail_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
219                                  void *arg)
220 {
221         int *pgmoved = arg;
222
223         if (PageLRU(page) && !PageUnevictable(page)) {
224                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
225                 ClearPageActive(page);
226                 add_page_to_lru_list_tail(page, lruvec, page_lru(page));
227                 (*pgmoved)++;
228         }
229 }
230
231 /*
232  * pagevec_move_tail() must be called with IRQ disabled.
233  * Otherwise this may cause nasty races.
234  */
235 static void pagevec_move_tail(struct pagevec *pvec)
236 {
237         int pgmoved = 0;
238
239         pagevec_lru_move_fn(pvec, pagevec_move_tail_fn, &pgmoved);
240         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
241 }
242
243 /*
244  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
245  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
246  * inactive list.
247  */
248 void rotate_reclaimable_page(struct page *page)
249 {
250         if (!PageLocked(page) && !PageDirty(page) &&
251             !PageUnevictable(page) && PageLRU(page)) {
252                 struct pagevec *pvec;
253                 unsigned long flags;
254
255                 get_page(page);
256                 local_irq_save(flags);
257                 pvec = this_cpu_ptr(&lru_rotate_pvecs);
258                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
259                         pagevec_move_tail(pvec);
260                 local_irq_restore(flags);
261         }
262 }
263
264 static void update_page_reclaim_stat(struct lruvec *lruvec,
265                                      int file, int rotated)
266 {
267         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
268
269         reclaim_stat->recent_scanned[file]++;
270         if (rotated)
271                 reclaim_stat->recent_rotated[file]++;
272 }
273
274 static void __activate_page(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
275                             void *arg)
276 {
277         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
278                 int file = page_is_file_cache(page);
279                 int lru = page_lru_base_type(page);
280
281                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
282                 SetPageActive(page);
283                 lru += LRU_ACTIVE;
284                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
285                 trace_mm_lru_activate(page);
286
287                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
288                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 1);
289         }
290 }
291
292 #ifdef CONFIG_SMP
293 static void activate_page_drain(int cpu)
294 {
295         struct pagevec *pvec = &per_cpu(activate_page_pvecs, cpu);
296
297         if (pagevec_count(pvec))
298                 pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
299 }
300
301 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
302 {
303         return pagevec_count(&per_cpu(activate_page_pvecs, cpu)) != 0;
304 }
305
306 void activate_page(struct page *page)
307 {
308         page = compound_head(page);
309         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
310                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(activate_page_pvecs);
311
312                 get_page(page);
313                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
314                         pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
315                 put_cpu_var(activate_page_pvecs);
316         }
317 }
318
319 #else
320 static inline void activate_page_drain(int cpu)
321 {
322 }
323
324 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
325 {
326         return false;
327 }
328
329 void activate_page(struct page *page)
330 {
331         struct zone *zone = page_zone(page);
332
333         page = compound_head(page);
334         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
335         __activate_page(page, mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat), NULL);
336         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
337 }
338 #endif
339
340 static void __lru_cache_activate_page(struct page *page)
341 {
342         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
343         int i;
344
345         /*
346          * Search backwards on the optimistic assumption that the page being
347          * activated has just been added to this pagevec. Note that only
348          * the local pagevec is examined as a !PageLRU page could be in the
349          * process of being released, reclaimed, migrated or on a remote
350          * pagevec that is currently being drained. Furthermore, marking
351          * a remote pagevec's page PageActive potentially hits a race where
352          * a page is marked PageActive just after it is added to the inactive
353          * list causing accounting errors and BUG_ON checks to trigger.
354          */
355         for (i = pagevec_count(pvec) - 1; i >= 0; i--) {
356                 struct page *pagevec_page = pvec->pages[i];
357
358                 if (pagevec_page == page) {
359                         SetPageActive(page);
360                         break;
361                 }
362         }
363
364         put_cpu_var(lru_add_pvec);
365 }
366
367 /*
368  * Mark a page as having seen activity.
369  *
370  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
371  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
372  * active,unreferenced          ->      active,referenced
373  *
374  * When a newly allocated page is not yet visible, so safe for non-atomic ops,
375  * __SetPageReferenced(page) may be substituted for mark_page_accessed(page).
376  */
377 void mark_page_accessed(struct page *page)
378 {
379         page = compound_head(page);
380         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
381                         PageReferenced(page)) {
382
383                 /*
384                  * If the page is on the LRU, queue it for activation via
385                  * activate_page_pvecs. Otherwise, assume the page is on a
386                  * pagevec, mark it active and it'll be moved to the active
387                  * LRU on the next drain.
388                  */
389                 if (PageLRU(page))
390                         activate_page(page);
391                 else
392                         __lru_cache_activate_page(page);
393                 ClearPageReferenced(page);
394                 if (page_is_file_cache(page))
395                         workingset_activation(page);
396         } else if (!PageReferenced(page)) {
397                 SetPageReferenced(page);
398         }
399         if (page_is_idle(page))
400                 clear_page_idle(page);
401 }
402 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
403
404 static void __lru_cache_add(struct page *page)
405 {
406         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
407
408         get_page(page);
409         if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
410                 __pagevec_lru_add(pvec);
411         put_cpu_var(lru_add_pvec);
412 }
413
414 /**
415  * lru_cache_add_anon - add a page to the page lists
416  * @page: the page to add
417  */
418 void lru_cache_add_anon(struct page *page)
419 {
420         if (PageActive(page))
421                 ClearPageActive(page);
422         __lru_cache_add(page);
423 }
424
425 void lru_cache_add_file(struct page *page)
426 {
427         if (PageActive(page))
428                 ClearPageActive(page);
429         __lru_cache_add(page);
430 }
431 EXPORT_SYMBOL(lru_cache_add_file);
432
433 /**
434  * lru_cache_add - add a page to a page list
435  * @page: the page to be added to the LRU.
436  *
437  * Queue the page for addition to the LRU via pagevec. The decision on whether
438  * to add the page to the [in]active [file|anon] list is deferred until the
439  * pagevec is drained. This gives a chance for the caller of lru_cache_add()
440  * have the page added to the active list using mark_page_accessed().
441  */
442 void lru_cache_add(struct page *page)
443 {
444         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page) && PageUnevictable(page), page);
445         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
446         __lru_cache_add(page);
447 }
448
449 /**
450  * lru_cache_add_active_or_unevictable
451  * @page:  the page to be added to LRU
452  * @vma:   vma in which page is mapped for determining reclaimability
453  *
454  * Place @page on the active or unevictable LRU list, depending on its
455  * evictability.  Note that if the page is not evictable, it goes
456  * directly back onto it's zone's unevictable list, it does NOT use a
457  * per cpu pagevec.
458  */
459 void lru_cache_add_active_or_unevictable(struct page *page,
460                                          struct vm_area_struct *vma)
461 {
462         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
463
464         if (likely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED | VM_SPECIAL)) != VM_LOCKED))
465                 SetPageActive(page);
466         else if (!TestSetPageMlocked(page)) {
467                 /*
468                  * We use the irq-unsafe __mod_zone_page_stat because this
469                  * counter is not modified from interrupt context, and the pte
470                  * lock is held(spinlock), which implies preemption disabled.
471                  */
472                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
473                                     hpage_nr_pages(page));
474                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
475         }
476         lru_cache_add(page);
477 }
478
479 /*
480  * If the page can not be invalidated, it is moved to the
481  * inactive list to speed up its reclaim.  It is moved to the
482  * head of the list, rather than the tail, to give the flusher
483  * threads some time to write it out, as this is much more
484  * effective than the single-page writeout from reclaim.
485  *
486  * If the page isn't page_mapped and dirty/writeback, the page
487  * could reclaim asap using PG_reclaim.
488  *
489  * 1. active, mapped page -> none
490  * 2. active, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
491  * 3. inactive, mapped page -> none
492  * 4. inactive, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
493  * 5. inactive, clean -> inactive, tail
494  * 6. Others -> none
495  *
496  * In 4, why it moves inactive's head, the VM expects the page would
497  * be write it out by flusher threads as this is much more effective
498  * than the single-page writeout from reclaim.
499  */
500 static void lru_deactivate_file_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
501                               void *arg)
502 {
503         int lru, file;
504         bool active;
505
506         if (!PageLRU(page))
507                 return;
508
509         if (PageUnevictable(page))
510                 return;
511
512         /* Some processes are using the page */
513         if (page_mapped(page))
514                 return;
515
516         active = PageActive(page);
517         file = page_is_file_cache(page);
518         lru = page_lru_base_type(page);
519
520         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + active);
521         ClearPageActive(page);
522         ClearPageReferenced(page);
523         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
524
525         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page)) {
526                 /*
527                  * PG_reclaim could be raced with end_page_writeback
528                  * It can make readahead confusing.  But race window
529                  * is _really_ small and  it's non-critical problem.
530                  */
531                 SetPageReclaim(page);
532         } else {
533                 /*
534                  * The page's writeback ends up during pagevec
535                  * We moves tha page into tail of inactive.
536                  */
537                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
538                 __count_vm_event(PGROTATED);
539         }
540
541         if (active)
542                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
543         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
544 }
545
546
547 static void lru_lazyfree_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
548                             void *arg)
549 {
550         if (PageLRU(page) && PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
551             !PageSwapCache(page) && !PageUnevictable(page)) {
552                 bool active = PageActive(page);
553
554                 del_page_from_lru_list(page, lruvec,
555                                        LRU_INACTIVE_ANON + active);
556                 ClearPageActive(page);
557                 ClearPageReferenced(page);
558                 /*
559                  * lazyfree pages are clean anonymous pages. They have
560                  * SwapBacked flag cleared to distinguish normal anonymous
561                  * pages
562                  */
563                 ClearPageSwapBacked(page);
564                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
565
566                 __count_vm_events(PGLAZYFREE, hpage_nr_pages(page));
567                 count_memcg_page_event(page, PGLAZYFREE);
568                 update_page_reclaim_stat(lruvec, 1, 0);
569         }
570 }
571
572 /*
573  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
574  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
575  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
576  */
577 void lru_add_drain_cpu(int cpu)
578 {
579         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvec, cpu);
580
581         if (pagevec_count(pvec))
582                 __pagevec_lru_add(pvec);
583
584         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
585         if (pagevec_count(pvec)) {
586                 unsigned long flags;
587
588                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
589                 local_irq_save(flags);
590                 pagevec_move_tail(pvec);
591                 local_irq_restore(flags);
592         }
593
594         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu);
595         if (pagevec_count(pvec))
596                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
597
598         pvec = &per_cpu(lru_lazyfree_pvecs, cpu);
599         if (pagevec_count(pvec))
600                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_lazyfree_fn, NULL);
601
602         activate_page_drain(cpu);
603 }
604
605 /**
606  * deactivate_file_page - forcefully deactivate a file page
607  * @page: page to deactivate
608  *
609  * This function hints the VM that @page is a good reclaim candidate,
610  * for example if its invalidation fails due to the page being dirty
611  * or under writeback.
612  */
613 void deactivate_file_page(struct page *page)
614 {
615         /*
616          * In a workload with many unevictable page such as mprotect,
617          * unevictable page deactivation for accelerating reclaim is pointless.
618          */
619         if (PageUnevictable(page))
620                 return;
621
622         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
623                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
624
625                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
626                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
627                 put_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
628         }
629 }
630
631 /**
632  * mark_page_lazyfree - make an anon page lazyfree
633  * @page: page to deactivate
634  *
635  * mark_page_lazyfree() moves @page to the inactive file list.
636  * This is done to accelerate the reclaim of @page.
637  */
638 void mark_page_lazyfree(struct page *page)
639 {
640         if (PageLRU(page) && PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
641             !PageSwapCache(page) && !PageUnevictable(page)) {
642                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_lazyfree_pvecs);
643
644                 get_page(page);
645                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
646                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_lazyfree_fn, NULL);
647                 put_cpu_var(lru_lazyfree_pvecs);
648         }
649 }
650
651 void lru_add_drain(void)
652 {
653         lru_add_drain_cpu(get_cpu());
654         put_cpu();
655 }
656
657 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
658 {
659         lru_add_drain();
660 }
661
662 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, lru_add_drain_work);
663
664 /*
665  * Doesn't need any cpu hotplug locking because we do rely on per-cpu
666  * kworkers being shut down before our page_alloc_cpu_dead callback is
667  * executed on the offlined cpu.
668  * Calling this function with cpu hotplug locks held can actually lead
669  * to obscure indirect dependencies via WQ context.
670  */
671 void lru_add_drain_all(void)
672 {
673         static DEFINE_MUTEX(lock);
674         static struct cpumask has_work;
675         int cpu;
676
677         /*
678          * Make sure nobody triggers this path before mm_percpu_wq is fully
679          * initialized.
680          */
681         if (WARN_ON(!mm_percpu_wq))
682                 return;
683
684         mutex_lock(&lock);
685         cpumask_clear(&has_work);
686
687         for_each_online_cpu(cpu) {
688                 struct work_struct *work = &per_cpu(lru_add_drain_work, cpu);
689
690                 if (pagevec_count(&per_cpu(lru_add_pvec, cpu)) ||
691                     pagevec_count(&per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu)) ||
692                     pagevec_count(&per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu)) ||
693                     pagevec_count(&per_cpu(lru_lazyfree_pvecs, cpu)) ||
694                     need_activate_page_drain(cpu)) {
695                         INIT_WORK(work, lru_add_drain_per_cpu);
696                         queue_work_on(cpu, mm_percpu_wq, work);
697                         cpumask_set_cpu(cpu, &has_work);
698                 }
699         }
700
701         for_each_cpu(cpu, &has_work)
702                 flush_work(&per_cpu(lru_add_drain_work, cpu));
703
704         mutex_unlock(&lock);
705 }
706
707 /**
708  * release_pages - batched put_page()
709  * @pages: array of pages to release
710  * @nr: number of pages
711  *
712  * Decrement the reference count on all the pages in @pages.  If it
713  * fell to zero, remove the page from the LRU and free it.
714  */
715 void release_pages(struct page **pages, int nr)
716 {
717         int i;
718         LIST_HEAD(pages_to_free);
719         struct pglist_data *locked_pgdat = NULL;
720         struct lruvec *lruvec;
721         unsigned long uninitialized_var(flags);
722         unsigned int uninitialized_var(lock_batch);
723
724         for (i = 0; i < nr; i++) {
725                 struct page *page = pages[i];
726
727                 /*
728                  * Make sure the IRQ-safe lock-holding time does not get
729                  * excessive with a continuous string of pages from the
730                  * same pgdat. The lock is held only if pgdat != NULL.
731                  */
732                 if (locked_pgdat && ++lock_batch == SWAP_CLUSTER_MAX) {
733                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
734                         locked_pgdat = NULL;
735                 }
736
737                 if (is_huge_zero_page(page))
738                         continue;
739
740                 /* Device public page can not be huge page */
741                 if (is_device_public_page(page)) {
742                         if (locked_pgdat) {
743                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
744                                                        flags);
745                                 locked_pgdat = NULL;
746                         }
747                         put_devmap_managed_page(page);
748                         continue;
749                 }
750
751                 page = compound_head(page);
752                 if (!put_page_testzero(page))
753                         continue;
754
755                 if (PageCompound(page)) {
756                         if (locked_pgdat) {
757                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
758                                 locked_pgdat = NULL;
759                         }
760                         __put_compound_page(page);
761                         continue;
762                 }
763
764                 if (PageLRU(page)) {
765                         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
766
767                         if (pgdat != locked_pgdat) {
768                                 if (locked_pgdat)
769                                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
770                                                                         flags);
771                                 lock_batch = 0;
772                                 locked_pgdat = pgdat;
773                                 spin_lock_irqsave(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
774                         }
775
776                         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, locked_pgdat);
777                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
778                         __ClearPageLRU(page);
779                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
780                 }
781
782                 /* Clear Active bit in case of parallel mark_page_accessed */
783                 __ClearPageActive(page);
784                 __ClearPageWaiters(page);
785
786                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
787         }
788         if (locked_pgdat)
789                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
790
791         mem_cgroup_uncharge_list(&pages_to_free);
792         free_unref_page_list(&pages_to_free);
793 }
794 EXPORT_SYMBOL(release_pages);
795
796 /*
797  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
798  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
799  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
800  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
801  *
802  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
803  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
804  * mutual recursion.
805  */
806 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
807 {
808         if (!pvec->percpu_pvec_drained) {
809                 lru_add_drain();
810                 pvec->percpu_pvec_drained = true;
811         }
812         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec));
813         pagevec_reinit(pvec);
814 }
815 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
816
817 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
818 /* used by __split_huge_page_refcount() */
819 void lru_add_page_tail(struct page *page, struct page *page_tail,
820                        struct lruvec *lruvec, struct list_head *list)
821 {
822         const int file = 0;
823
824         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
825         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page_tail), page);
826         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page_tail), page);
827         VM_BUG_ON(NR_CPUS != 1 &&
828                   !spin_is_locked(&lruvec_pgdat(lruvec)->lru_lock));
829
830         if (!list)
831                 SetPageLRU(page_tail);
832
833         if (likely(PageLRU(page)))
834                 list_add_tail(&page_tail->lru, &page->lru);
835         else if (list) {
836                 /* page reclaim is reclaiming a huge page */
837                 get_page(page_tail);
838                 list_add_tail(&page_tail->lru, list);
839         } else {
840                 struct list_head *list_head;
841                 /*
842                  * Head page has not yet been counted, as an hpage,
843                  * so we must account for each subpage individually.
844                  *
845                  * Use the standard add function to put page_tail on the list,
846                  * but then correct its position so they all end up in order.
847                  */
848                 add_page_to_lru_list(page_tail, lruvec, page_lru(page_tail));
849                 list_head = page_tail->lru.prev;
850                 list_move_tail(&page_tail->lru, list_head);
851         }
852
853         if (!PageUnevictable(page))
854                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, PageActive(page_tail));
855 }
856 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
857
858 static void __pagevec_lru_add_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
859                                  void *arg)
860 {
861         enum lru_list lru;
862         int was_unevictable = TestClearPageUnevictable(page);
863
864         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
865
866         SetPageLRU(page);
867         /*
868          * Page becomes evictable in two ways:
869          * 1) Within LRU lock [munlock_vma_pages() and __munlock_pagevec()].
870          * 2) Before acquiring LRU lock to put the page to correct LRU and then
871          *   a) do PageLRU check with lock [check_move_unevictable_pages]
872          *   b) do PageLRU check before lock [clear_page_mlock]
873          *
874          * (1) & (2a) are ok as LRU lock will serialize them. For (2b), we need
875          * following strict ordering:
876          *
877          * #0: __pagevec_lru_add_fn             #1: clear_page_mlock
878          *
879          * SetPageLRU()                         TestClearPageMlocked()
880          * smp_mb() // explicit ordering        // above provides strict
881          *                                      // ordering
882          * PageMlocked()                        PageLRU()
883          *
884          *
885          * if '#1' does not observe setting of PG_lru by '#0' and fails
886          * isolation, the explicit barrier will make sure that page_evictable
887          * check will put the page in correct LRU. Without smp_mb(), SetPageLRU
888          * can be reordered after PageMlocked check and can make '#1' to fail
889          * the isolation of the page whose Mlocked bit is cleared (#0 is also
890          * looking at the same page) and the evictable page will be stranded
891          * in an unevictable LRU.
892          */
893         smp_mb();
894
895         if (page_evictable(page)) {
896                 lru = page_lru(page);
897                 update_page_reclaim_stat(lruvec, page_is_file_cache(page),
898                                          PageActive(page));
899                 if (was_unevictable)
900                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
901         } else {
902                 lru = LRU_UNEVICTABLE;
903                 ClearPageActive(page);
904                 SetPageUnevictable(page);
905                 if (!was_unevictable)
906                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
907         }
908
909         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
910         trace_mm_lru_insertion(page, lru);
911 }
912
913 /*
914  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
915  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
916  */
917 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
918 {
919         pagevec_lru_move_fn(pvec, __pagevec_lru_add_fn, NULL);
920 }
921 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
922
923 /**
924  * pagevec_lookup_entries - gang pagecache lookup
925  * @pvec:       Where the resulting entries are placed
926  * @mapping:    The address_space to search
927  * @start:      The starting entry index
928  * @nr_entries: The maximum number of pages
929  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @pvec
930  *
931  * pagevec_lookup_entries() will search for and return a group of up
932  * to @nr_pages pages and shadow entries in the mapping.  All
933  * entries are placed in @pvec.  pagevec_lookup_entries() takes a
934  * reference against actual pages in @pvec.
935  *
936  * The search returns a group of mapping-contiguous entries with
937  * ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
938  * not-present entries.
939  *
940  * pagevec_lookup_entries() returns the number of entries which were
941  * found.
942  */
943 unsigned pagevec_lookup_entries(struct pagevec *pvec,
944                                 struct address_space *mapping,
945                                 pgoff_t start, unsigned nr_entries,
946                                 pgoff_t *indices)
947 {
948         pvec->nr = find_get_entries(mapping, start, nr_entries,
949                                     pvec->pages, indices);
950         return pagevec_count(pvec);
951 }
952
953 /**
954  * pagevec_remove_exceptionals - pagevec exceptionals pruning
955  * @pvec:       The pagevec to prune
956  *
957  * pagevec_lookup_entries() fills both pages and exceptional radix
958  * tree entries into the pagevec.  This function prunes all
959  * exceptionals from @pvec without leaving holes, so that it can be
960  * passed on to page-only pagevec operations.
961  */
962 void pagevec_remove_exceptionals(struct pagevec *pvec)
963 {
964         int i, j;
965
966         for (i = 0, j = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
967                 struct page *page = pvec->pages[i];
968                 if (!radix_tree_exceptional_entry(page))
969                         pvec->pages[j++] = page;
970         }
971         pvec->nr = j;
972 }
973
974 /**
975  * pagevec_lookup_range - gang pagecache lookup
976  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
977  * @mapping:    The address_space to search
978  * @start:      The starting page index
979  * @end:        The final page index
980  *
981  * pagevec_lookup_range() will search for & return a group of up to PAGEVEC_SIZE
982  * pages in the mapping starting from index @start and upto index @end
983  * (inclusive).  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
984  * reference against the pages in @pvec.
985  *
986  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
987  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages. We
988  * also update @start to index the next page for the traversal.
989  *
990  * pagevec_lookup_range() returns the number of pages which were found. If this
991  * number is smaller than PAGEVEC_SIZE, the end of specified range has been
992  * reached.
993  */
994 unsigned pagevec_lookup_range(struct pagevec *pvec,
995                 struct address_space *mapping, pgoff_t *start, pgoff_t end)
996 {
997         pvec->nr = find_get_pages_range(mapping, start, end, PAGEVEC_SIZE,
998                                         pvec->pages);
999         return pagevec_count(pvec);
1000 }
1001 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range);
1002
1003 unsigned pagevec_lookup_range_tag(struct pagevec *pvec,
1004                 struct address_space *mapping, pgoff_t *index, pgoff_t end,
1005                 int tag)
1006 {
1007         pvec->nr = find_get_pages_range_tag(mapping, index, end, tag,
1008                                         PAGEVEC_SIZE, pvec->pages);
1009         return pagevec_count(pvec);
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range_tag);
1012
1013 unsigned pagevec_lookup_range_nr_tag(struct pagevec *pvec,
1014                 struct address_space *mapping, pgoff_t *index, pgoff_t end,
1015                 int tag, unsigned max_pages)
1016 {
1017         pvec->nr = find_get_pages_range_tag(mapping, index, end, tag,
1018                 min_t(unsigned int, max_pages, PAGEVEC_SIZE), pvec->pages);
1019         return pagevec_count(pvec);
1020 }
1021 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range_nr_tag);
1022 /*
1023  * Perform any setup for the swap system
1024  */
1025 void __init swap_setup(void)
1026 {
1027         unsigned long megs = totalram_pages >> (20 - PAGE_SHIFT);
1028
1029         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
1030         if (megs < 16)
1031                 page_cluster = 2;
1032         else
1033                 page_cluster = 3;
1034         /*
1035          * Right now other parts of the system means that we
1036          * _really_ don't want to cluster much more
1037          */
1038 }