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 opereation 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/module.h>
  25 #include <linux/mm_inline.h>
  26 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page() */
  27 #include <linux/module.h>
  28 #include <linux/percpu_counter.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/cpu.h>
  31 #include <linux/notifier.h>
  32 #include <linux/init.h>
  33 #include <linux/ckrm_mem_inline.h>
  34
  35 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
  36 int page_cluster;
  37
  38 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
  39
  40 void put_page(struct page *page)
  41 {
  42         if (unlikely(PageCompound(page))) {
  43                 page = (struct page *)page->private;
  44                 if (put_page_testzero(page)) {
  45                         void (*dtor)(struct page *page);
  46
  47                         dtor = (void (*)(struct page *))page[1].mapping;
  48                         (*dtor)(page);
  49                 }
  50                 return;
  51         }
  52         if (!PageReserved(page) && put_page_testzero(page))
  53                 __page_cache_release(page);
  54 }
  55 EXPORT_SYMBOL(put_page);
  56 #endif
  57
  58 /*
  59  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
  60  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
  61  * inactive list.  The page still has PageWriteback set, which will pin it.
  62  *
  63  * We don't expect many pages to come through here, so don't bother batching
  64  * things up.
  65  *
  66  * To avoid placing the page at the tail of the LRU while PG_writeback is still
  67  * set, this function will clear PG_writeback before performing the page
  68  * motion.  Do that inside the lru lock because once PG_writeback is cleared
  69  * we may not touch the page.
  70  *
  71  * Returns zero if it cleared PG_writeback.
  72  */
  73 int rotate_reclaimable_page(struct page *page)
  74 {
  75 #ifdef CONFIG_CKRM_RES_MEM
  76         struct ckrm_zone *ckrm_zone = page_ckrmzone(page);
  77         struct zone *zone = ckrm_zone->zone;
  78 #else
  79         struct zone *zone = page_zone(page);
  80 #endif
  81         unsigned long flags;
  82
  83         if (PageLocked(page))
  84                 return 1;
  85         if (PageDirty(page))
  86                 return 1;
  87         if (PageActive(page))
  88                 return 1;
  89         if (!PageLRU(page))
  90                 return 1;
  91
  92         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
  93         if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
  94                 list_del(&page->lru);
  95                 ckrm_add_tail_inactive(page);
  96                 inc_page_state(pgrotated);
  97         }
  98         if (!test_clear_page_writeback(page))
  99                 BUG();
 100         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 101         return 0;
 102 }
 103
 104 /*
 105  * FIXME: speed this up?
 106  */
 107 void fastcall activate_page(struct page *page)
 108 {
 109         struct zone *zone = page_zone(page);
 110
 111         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 112         if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
 113                 del_page_from_inactive_list(zone, page);
 114                 SetPageActive(page);
 115                 add_page_to_active_list(zone, page);
 116                 inc_page_state(pgactivate);
 117         }
 118         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 119 }
 120
 121 /*
 122  * Mark a page as having seen activity.
 123  *
 124  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
 125  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
 126  * active,unreferenced          ->      active,referenced
 127  */
 128 void fastcall mark_page_accessed(struct page *page)
 129 {
 130         if (!PageActive(page) && PageReferenced(page) && PageLRU(page)) {
 131                 activate_page(page);
 132                 ClearPageReferenced(page);
 133         } else if (!PageReferenced(page)) {
 134                 SetPageReferenced(page);
 135         }
 136 }
 137
 138 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
 139
 140 /**
 141  * lru_cache_add: add a page to the page lists
 142  * @page: the page to add
 143  */
 144 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_pvecs) = { 0, };
 145 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_active_pvecs) = { 0, };
 146
 147 void fastcall lru_cache_add(struct page *page)
 148 {
 149         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs);
 150
 151         page_cache_get(page);
 152         if (!pagevec_add(pvec, page))
 153                 __pagevec_lru_add(pvec);
 154         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
 155 }
 156
 157 void fastcall lru_cache_add_active(struct page *page)
 158 {
 159         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
 160
 161         page_cache_get(page);
 162         if (!pagevec_add(pvec, page))
 163                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
 164         put_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
 165 }
 166
 167 void lru_add_drain(void)
 168 {
 169         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs);
 170
 171         if (pagevec_count(pvec))
 172                 __pagevec_lru_add(pvec);
 173         pvec = &__get_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
 174         if (pagevec_count(pvec))
 175                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
 176         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
 181  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
 182  */
 183 void fastcall __page_cache_release(struct page *page)
 184 {
 185         unsigned long flags;
 186         struct zone *zone = page_zone(page);
 187
 188         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
 189         if (TestClearPageLRU(page))
 190                 del_page_from_lru(zone, page);
 191         if (page_count(page) != 0)
 192                 page = NULL;
 193         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 194         if (page)
 195                 free_hot_page(page);
 196 }
 197
 198 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_release);
 199
 200 /*
 201  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
 202  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
 203  * free it.
 204  *
 205  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
 206  * for the remainder of the operation.
 207  *
 208  * The locking in this function is against shrink_cache(): we recheck the
 209  * page count inside the lock to see whether shrink_cache grabbed the page
 210  * via the LRU.  If it did, give up: shrink_cache will free it.
 211  */
 212 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
 213 {
 214         int i;
 215         struct pagevec pages_to_free;
 216         struct zone *zone = NULL;
 217
 218         pagevec_init(&pages_to_free, cold);
 219         for (i = 0; i < nr; i++) {
 220                 struct page *page = pages[i];
 221                 struct zone *pagezone;
 222
 223                 if (PageReserved(page) || !put_page_testzero(page))
 224                         continue;
 225
 226                 pagezone = page_zone(page);
 227                 if (pagezone != zone) {
 228                         if (zone)
 229                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 230                         zone = pagezone;
 231                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 232                 }
 233                 if (TestClearPageLRU(page))
 234                         del_page_from_lru(zone, page);
 235                 if (page_count(page) == 0) {
 236                         if (!pagevec_add(&pages_to_free, page)) {
 237                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 238                                 __pagevec_free(&pages_to_free);
 239                                 pagevec_reinit(&pages_to_free);
 240                                 zone = NULL;    /* No lock is held */
 241                         }
 242                 }
 243         }
 244         if (zone)
 245                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 246
 247         pagevec_free(&pages_to_free);
 248 }
 249
 250 /*
 251  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
 252  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
 253  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
 254  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
 255  *
 256  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
 257  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
 258  * mutual recursion.
 259  */
 260 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
 261 {
 262         lru_add_drain();
 263         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
 264         pagevec_reinit(pvec);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * pagevec_release() for pages which are known to not be on the LRU
 269  *
 270  * This function reinitialises the caller's pagevec.
 271  */
 272 void __pagevec_release_nonlru(struct pagevec *pvec)
 273 {
 274         int i;
 275         struct pagevec pages_to_free;
 276
 277         pagevec_init(&pages_to_free, pvec->cold);
 278         pages_to_free.cold = pvec->cold;
 279         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 280                 struct page *page = pvec->pages[i];
 281
 282                 BUG_ON(PageLRU(page));
 283                 if (put_page_testzero(page))
 284                         pagevec_add(&pages_to_free, page);
 285         }
 286         pagevec_free(&pages_to_free);
 287         pagevec_reinit(pvec);
 288 }
 289
 290 /*
 291  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
 292  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
 293  */
 294 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
 295 {
 296         int i;
 297         struct zone *zone = NULL;
 298
 299         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 300                 struct page *page = pvec->pages[i];
 301                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
 302
 303                 if (pagezone != zone) {
 304                         if (zone)
 305                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 306                         zone = pagezone;
 307                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 308                 }
 309                 if (TestSetPageLRU(page))
 310                         BUG();
 311                 add_page_to_inactive_list(zone, page);
 312         }
 313         if (zone)
 314                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 315         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
 316         pagevec_reinit(pvec);
 317 }
 318
 319 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
 320
 321 void __pagevec_lru_add_active(struct pagevec *pvec)
 322 {
 323         int i;
 324         struct zone *zone = NULL;
 325
 326         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 327                 struct page *page = pvec->pages[i];
 328                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
 329
 330                 if (pagezone != zone) {
 331                         if (zone)
 332                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 333                         zone = pagezone;
 334                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 335                 }
 336                 if (TestSetPageLRU(page))
 337                         BUG();
 338                 if (TestSetPageActive(page))
 339                         BUG();
 340                 add_page_to_active_list(zone, page);
 341         }
 342         if (zone)
 343                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 344         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
 345         pagevec_reinit(pvec);
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Try to drop buffers from the pages in a pagevec
 350  */
 351 void pagevec_strip(struct pagevec *pvec)
 352 {
 353         int i;
 354
 355         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 356                 struct page *page = pvec->pages[i];
 357
 358                 if (PagePrivate(page) && !TestSetPageLocked(page)) {
 359                         try_to_release_page(page, 0);
 360                         unlock_page(page);
 361                 }
 362         }
 363 }
 364
 365 /**
 366  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
 367  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
 368  * @mapping:    The address_space to search
 369  * @start:      The starting page index
 370  * @nr_pages:   The maximum number of pages
 371  *
 372  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
 373  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
 374  * reference against the pages in @pvec.
 375  *
 376  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
 377  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
 378  *
 379  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
 380  */
 381 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
 382                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
 383 {
 384         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
 385         return pagevec_count(pvec);
 386 }
 387
 388 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
 389                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
 390 {
 391         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
 392                                         nr_pages, pvec->pages);
 393         return pagevec_count(pvec);
 394 }
 395
 396
 397 #ifdef CONFIG_SMP
 398 /*
 399  * We tolerate a little inaccuracy to avoid ping-ponging the counter between
 400  * CPUs
 401  */
 402 #define ACCT_THRESHOLD  max(16, NR_CPUS * 2)
 403
 404 static DEFINE_PER_CPU(long, committed_space) = 0;
 405
 406 void vm_acct_memory(long pages)
 407 {
 408         long *local;
 409
 410         preempt_disable();
 411         local = &__get_cpu_var(committed_space);
 412         *local += pages;
 413         if (*local > ACCT_THRESHOLD || *local < -ACCT_THRESHOLD) {
 414                 atomic_add(*local, &vm_committed_space);
 415                 *local = 0;
 416         }
 417         preempt_enable();
 418 }
 419 EXPORT_SYMBOL(vm_acct_memory);
 420
 421 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 422 static void lru_drain_cache(unsigned int cpu)
 423 {
 424         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvecs, cpu);
 425
 426         /* CPU is dead, so no locking needed. */
 427         if (pagevec_count(pvec))
 428                 __pagevec_lru_add(pvec);
 429         pvec = &per_cpu(lru_add_active_pvecs, cpu);
 430         if (pagevec_count(pvec))
 431                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
 432 }
 433
 434 /* Drop the CPU's cached committed space back into the central pool. */
 435 static int cpu_swap_callback(struct notifier_block *nfb,
 436                              unsigned long action,
 437                              void *hcpu)
 438 {
 439         long *committed;
 440
 441         committed = &per_cpu(committed_space, (long)hcpu);
 442         if (action == CPU_DEAD) {
 443                 atomic_add(*committed, &vm_committed_space);
 444                 *committed = 0;
 445                 lru_drain_cache((long)hcpu);
 446         }
 447         return NOTIFY_OK;
 448 }
 449 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 450 #endif /* CONFIG_SMP */
 451
 452 #ifdef CONFIG_SMP
 453 void percpu_counter_mod(struct percpu_counter *fbc, long amount)
 454 {
 455         long count;
 456         long *pcount;
 457         int cpu = get_cpu();
 458
 459         pcount = per_cpu_ptr(fbc->counters, cpu);
 460         count = *pcount + amount;
 461         if (count >= FBC_BATCH || count <= -FBC_BATCH) {
 462                 spin_lock(&fbc->lock);
 463                 fbc->count += count;
 464                 spin_unlock(&fbc->lock);
 465                 count = 0;
 466         }
 467         *pcount = count;
 468         put_cpu();
 469 }
 470 EXPORT_SYMBOL(percpu_counter_mod);
 471 #endif
 472
 473 /*
 474  * Perform any setup for the swap system
 475  */
 476 void __init swap_setup(void)
 477 {
 478         unsigned long megs = num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT);
 479
 480         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
 481         if (megs < 16)
 482                 page_cluster = 2;
 483         else
 484                 page_cluster = 3;
 485         /*
 486          * Right now other parts of the system means that we
 487          * _really_ don't want to cluster much more
 488          */
 489         hotcpu_notifier(cpu_swap_callback, 0);
 490 }