SLUB: Use unique end pointer for each slab page.
[linux-2.6] / 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/module.h>
25 #include <linux/mm_inline.h>
26 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page() */
27 #include <linux/percpu_counter.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
34 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
35 int page_cluster;
36
37 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_pvecs) = { 0, };
38 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_active_pvecs) = { 0, };
39 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_rotate_pvecs) = { 0, };
40
41 /*
42  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
43  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
44  */
45 static void __page_cache_release(struct page *page)
46 {
47         if (PageLRU(page)) {
48                 unsigned long flags;
49                 struct zone *zone = page_zone(page);
50
51                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
52                 VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
53                 __ClearPageLRU(page);
54                 del_page_from_lru(zone, page);
55                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
56         }
57         free_hot_page(page);
58 }
59
60 static void put_compound_page(struct page *page)
61 {
62         page = compound_head(page);
63         if (put_page_testzero(page)) {
64                 compound_page_dtor *dtor;
65
66                 dtor = get_compound_page_dtor(page);
67                 (*dtor)(page);
68         }
69 }
70
71 void put_page(struct page *page)
72 {
73         if (unlikely(PageCompound(page)))
74                 put_compound_page(page);
75         else if (put_page_testzero(page))
76                 __page_cache_release(page);
77 }
78 EXPORT_SYMBOL(put_page);
79
80 /**
81  * put_pages_list(): release a list of pages
82  *
83  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
84  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
85  *
86  * @pages: list of pages threaded on page->lru
87  */
88 void put_pages_list(struct list_head *pages)
89 {
90         while (!list_empty(pages)) {
91                 struct page *victim;
92
93                 victim = list_entry(pages->prev, struct page, lru);
94                 list_del(&victim->lru);
95                 page_cache_release(victim);
96         }
97 }
98 EXPORT_SYMBOL(put_pages_list);
99
100 /*
101  * pagevec_move_tail() must be called with IRQ disabled.
102  * Otherwise this may cause nasty races.
103  */
104 static void pagevec_move_tail(struct pagevec *pvec)
105 {
106         int i;
107         int pgmoved = 0;
108         struct zone *zone = NULL;
109
110         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
111                 struct page *page = pvec->pages[i];
112                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
113
114                 if (pagezone != zone) {
115                         if (zone)
116                                 spin_unlock(&zone->lru_lock);
117                         zone = pagezone;
118                         spin_lock(&zone->lru_lock);
119                 }
120                 if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
121                         list_move_tail(&page->lru, &zone->inactive_list);
122                         pgmoved++;
123                 }
124         }
125         if (zone)
126                 spin_unlock(&zone->lru_lock);
127         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
128         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
129         pagevec_reinit(pvec);
130 }
131
132 /*
133  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
134  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
135  * inactive list.
136  *
137  * Returns zero if it cleared PG_writeback.
138  */
139 int rotate_reclaimable_page(struct page *page)
140 {
141         struct pagevec *pvec;
142         unsigned long flags;
143
144         if (PageLocked(page))
145                 return 1;
146         if (PageDirty(page))
147                 return 1;
148         if (PageActive(page))
149                 return 1;
150         if (!PageLRU(page))
151                 return 1;
152
153         page_cache_get(page);
154         local_irq_save(flags);
155         pvec = &__get_cpu_var(lru_rotate_pvecs);
156         if (!pagevec_add(pvec, page))
157                 pagevec_move_tail(pvec);
158         local_irq_restore(flags);
159
160         if (!test_clear_page_writeback(page))
161                 BUG();
162
163         return 0;
164 }
165
166 /*
167  * FIXME: speed this up?
168  */
169 void activate_page(struct page *page)
170 {
171         struct zone *zone = page_zone(page);
172
173         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
174         if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
175                 del_page_from_inactive_list(zone, page);
176                 SetPageActive(page);
177                 add_page_to_active_list(zone, page);
178                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
179                 mem_cgroup_move_lists(page_get_page_cgroup(page), true);
180         }
181         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
182 }
183
184 /*
185  * Mark a page as having seen activity.
186  *
187  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
188  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
189  * active,unreferenced          ->      active,referenced
190  */
191 void mark_page_accessed(struct page *page)
192 {
193         if (!PageActive(page) && PageReferenced(page) && PageLRU(page)) {
194                 activate_page(page);
195                 ClearPageReferenced(page);
196         } else if (!PageReferenced(page)) {
197                 SetPageReferenced(page);
198         }
199 }
200
201 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
202
203 /**
204  * lru_cache_add: add a page to the page lists
205  * @page: the page to add
206  */
207 void lru_cache_add(struct page *page)
208 {
209         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs);
210
211         page_cache_get(page);
212         if (!pagevec_add(pvec, page))
213                 __pagevec_lru_add(pvec);
214         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
215 }
216
217 void lru_cache_add_active(struct page *page)
218 {
219         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
220
221         page_cache_get(page);
222         if (!pagevec_add(pvec, page))
223                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
224         put_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
225 }
226
227 /*
228  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
229  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
230  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
231  */
232 static void drain_cpu_pagevecs(int cpu)
233 {
234         struct pagevec *pvec;
235
236         pvec = &per_cpu(lru_add_pvecs, cpu);
237         if (pagevec_count(pvec))
238                 __pagevec_lru_add(pvec);
239
240         pvec = &per_cpu(lru_add_active_pvecs, cpu);
241         if (pagevec_count(pvec))
242                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
243
244         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
245         if (pagevec_count(pvec)) {
246                 unsigned long flags;
247
248                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
249                 local_irq_save(flags);
250                 pagevec_move_tail(pvec);
251                 local_irq_restore(flags);
252         }
253 }
254
255 void lru_add_drain(void)
256 {
257         drain_cpu_pagevecs(get_cpu());
258         put_cpu();
259 }
260
261 #ifdef CONFIG_NUMA
262 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
263 {
264         lru_add_drain();
265 }
266
267 /*
268  * Returns 0 for success
269  */
270 int lru_add_drain_all(void)
271 {
272         return schedule_on_each_cpu(lru_add_drain_per_cpu);
273 }
274
275 #else
276
277 /*
278  * Returns 0 for success
279  */
280 int lru_add_drain_all(void)
281 {
282         lru_add_drain();
283         return 0;
284 }
285 #endif
286
287 /*
288  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
289  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
290  * free it.
291  *
292  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
293  * for the remainder of the operation.
294  *
295  * The locking in this function is against shrink_cache(): we recheck the
296  * page count inside the lock to see whether shrink_cache grabbed the page
297  * via the LRU.  If it did, give up: shrink_cache will free it.
298  */
299 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
300 {
301         int i;
302         struct pagevec pages_to_free;
303         struct zone *zone = NULL;
304         unsigned long uninitialized_var(flags);
305
306         pagevec_init(&pages_to_free, cold);
307         for (i = 0; i < nr; i++) {
308                 struct page *page = pages[i];
309
310                 if (unlikely(PageCompound(page))) {
311                         if (zone) {
312                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
313                                 zone = NULL;
314                         }
315                         put_compound_page(page);
316                         continue;
317                 }
318
319                 if (!put_page_testzero(page))
320                         continue;
321
322                 if (PageLRU(page)) {
323                         struct zone *pagezone = page_zone(page);
324                         if (pagezone != zone) {
325                                 if (zone)
326                                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock,
327                                                                         flags);
328                                 zone = pagezone;
329                                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
330                         }
331                         VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
332                         __ClearPageLRU(page);
333                         del_page_from_lru(zone, page);
334                 }
335
336                 if (!pagevec_add(&pages_to_free, page)) {
337                         if (zone) {
338                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
339                                 zone = NULL;
340                         }
341                         __pagevec_free(&pages_to_free);
342                         pagevec_reinit(&pages_to_free);
343                 }
344         }
345         if (zone)
346                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
347
348         pagevec_free(&pages_to_free);
349 }
350
351 /*
352  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
353  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
354  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
355  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
356  *
357  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
358  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
359  * mutual recursion.
360  */
361 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
362 {
363         lru_add_drain();
364         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
365         pagevec_reinit(pvec);
366 }
367
368 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
369
370 /*
371  * pagevec_release() for pages which are known to not be on the LRU
372  *
373  * This function reinitialises the caller's pagevec.
374  */
375 void __pagevec_release_nonlru(struct pagevec *pvec)
376 {
377         int i;
378         struct pagevec pages_to_free;
379
380         pagevec_init(&pages_to_free, pvec->cold);
381         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
382                 struct page *page = pvec->pages[i];
383
384                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
385                 if (put_page_testzero(page))
386                         pagevec_add(&pages_to_free, page);
387         }
388         pagevec_free(&pages_to_free);
389         pagevec_reinit(pvec);
390 }
391
392 /*
393  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
394  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
395  */
396 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
397 {
398         int i;
399         struct zone *zone = NULL;
400
401         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
402                 struct page *page = pvec->pages[i];
403                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
404
405                 if (pagezone != zone) {
406                         if (zone)
407                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
408                         zone = pagezone;
409                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
410                 }
411                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
412                 SetPageLRU(page);
413                 add_page_to_inactive_list(zone, page);
414         }
415         if (zone)
416                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
417         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
418         pagevec_reinit(pvec);
419 }
420
421 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
422
423 void __pagevec_lru_add_active(struct pagevec *pvec)
424 {
425         int i;
426         struct zone *zone = NULL;
427
428         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
429                 struct page *page = pvec->pages[i];
430                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
431
432                 if (pagezone != zone) {
433                         if (zone)
434                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
435                         zone = pagezone;
436                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
437                 }
438                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
439                 SetPageLRU(page);
440                 VM_BUG_ON(PageActive(page));
441                 SetPageActive(page);
442                 add_page_to_active_list(zone, page);
443         }
444         if (zone)
445                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
446         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
447         pagevec_reinit(pvec);
448 }
449
450 /*
451  * Try to drop buffers from the pages in a pagevec
452  */
453 void pagevec_strip(struct pagevec *pvec)
454 {
455         int i;
456
457         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
458                 struct page *page = pvec->pages[i];
459
460                 if (PagePrivate(page) && !TestSetPageLocked(page)) {
461                         if (PagePrivate(page))
462                                 try_to_release_page(page, 0);
463                         unlock_page(page);
464                 }
465         }
466 }
467
468 /**
469  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
470  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
471  * @mapping:    The address_space to search
472  * @start:      The starting page index
473  * @nr_pages:   The maximum number of pages
474  *
475  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
476  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
477  * reference against the pages in @pvec.
478  *
479  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
480  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
481  *
482  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
483  */
484 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
485                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
486 {
487         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
488         return pagevec_count(pvec);
489 }
490
491 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup);
492
493 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
494                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
495 {
496         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
497                                         nr_pages, pvec->pages);
498         return pagevec_count(pvec);
499 }
500
501 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_tag);
502
503 #ifdef CONFIG_SMP
504 /*
505  * We tolerate a little inaccuracy to avoid ping-ponging the counter between
506  * CPUs
507  */
508 #define ACCT_THRESHOLD  max(16, NR_CPUS * 2)
509
510 static DEFINE_PER_CPU(long, committed_space) = 0;
511
512 void vm_acct_memory(long pages)
513 {
514         long *local;
515
516         preempt_disable();
517         local = &__get_cpu_var(committed_space);
518         *local += pages;
519         if (*local > ACCT_THRESHOLD || *local < -ACCT_THRESHOLD) {
520                 atomic_add(*local, &vm_committed_space);
521                 *local = 0;
522         }
523         preempt_enable();
524 }
525
526 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
527
528 /* Drop the CPU's cached committed space back into the central pool. */
529 static int cpu_swap_callback(struct notifier_block *nfb,
530                              unsigned long action,
531                              void *hcpu)
532 {
533         long *committed;
534
535         committed = &per_cpu(committed_space, (long)hcpu);
536         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
537                 atomic_add(*committed, &vm_committed_space);
538                 *committed = 0;
539                 drain_cpu_pagevecs((long)hcpu);
540         }
541         return NOTIFY_OK;
542 }
543 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
544 #endif /* CONFIG_SMP */
545
546 /*
547  * Perform any setup for the swap system
548  */
549 void __init swap_setup(void)
550 {
551         unsigned long megs = num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT);
552
553 #ifdef CONFIG_SWAP
554         bdi_init(swapper_space.backing_dev_info);
555 #endif
556
557         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
558         if (megs < 16)
559                 page_cluster = 2;
560         else
561                 page_cluster = 3;
562         /*
563          * Right now other parts of the system means that we
564          * _really_ don't want to cluster much more
565          */
566 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
567         hotcpu_notifier(cpu_swap_callback, 0);
568 #endif
569 }