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