mm: replace various uses of num_physpages by totalram_pages
[linux-2.6.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/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 #include "internal.h"
35
36 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
37 int page_cluster;
38
39 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec[NR_LRU_LISTS], lru_add_pvecs);
40 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_rotate_pvecs);
41
42 /*
43  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
44  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
45  */
46 static void __page_cache_release(struct page *page)
47 {
48         if (PageLRU(page)) {
49                 unsigned long flags;
50                 struct zone *zone = page_zone(page);
51
52                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
53                 VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
54                 __ClearPageLRU(page);
55                 del_page_from_lru(zone, page);
56                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
57         }
58         free_hot_page(page);
59 }
60
61 static void put_compound_page(struct page *page)
62 {
63         page = compound_head(page);
64         if (put_page_testzero(page)) {
65                 compound_page_dtor *dtor;
66
67                 dtor = get_compound_page_dtor(page);
68                 (*dtor)(page);
69         }
70 }
71
72 void put_page(struct page *page)
73 {
74         if (unlikely(PageCompound(page)))
75                 put_compound_page(page);
76         else if (put_page_testzero(page))
77                 __page_cache_release(page);
78 }
79 EXPORT_SYMBOL(put_page);
80
81 /**
82  * put_pages_list() - release a list of pages
83  * @pages: list of pages threaded on page->lru
84  *
85  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
86  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
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) && !PageUnevictable(page)) {
121                         int lru = page_lru_base_type(page);
122                         list_move_tail(&page->lru, &zone->lru[lru].list);
123                         pgmoved++;
124                 }
125         }
126         if (zone)
127                 spin_unlock(&zone->lru_lock);
128         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
129         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
130         pagevec_reinit(pvec);
131 }
132
133 /*
134  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
135  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
136  * inactive list.
137  */
138 void  rotate_reclaimable_page(struct page *page)
139 {
140         if (!PageLocked(page) && !PageDirty(page) && !PageActive(page) &&
141             !PageUnevictable(page) && PageLRU(page)) {
142                 struct pagevec *pvec;
143                 unsigned long flags;
144
145                 page_cache_get(page);
146                 local_irq_save(flags);
147                 pvec = &__get_cpu_var(lru_rotate_pvecs);
148                 if (!pagevec_add(pvec, page))
149                         pagevec_move_tail(pvec);
150                 local_irq_restore(flags);
151         }
152 }
153
154 static void update_page_reclaim_stat(struct zone *zone, struct page *page,
155                                      int file, int rotated)
156 {
157         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &zone->reclaim_stat;
158         struct zone_reclaim_stat *memcg_reclaim_stat;
159
160         memcg_reclaim_stat = mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(page);
161
162         reclaim_stat->recent_scanned[file]++;
163         if (rotated)
164                 reclaim_stat->recent_rotated[file]++;
165
166         if (!memcg_reclaim_stat)
167                 return;
168
169         memcg_reclaim_stat->recent_scanned[file]++;
170         if (rotated)
171                 memcg_reclaim_stat->recent_rotated[file]++;
172 }
173
174 /*
175  * FIXME: speed this up?
176  */
177 void activate_page(struct page *page)
178 {
179         struct zone *zone = page_zone(page);
180
181         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
182         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
183                 int file = page_is_file_cache(page);
184                 int lru = page_lru_base_type(page);
185                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
186
187                 SetPageActive(page);
188                 lru += LRU_ACTIVE;
189                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
190                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
191
192                 update_page_reclaim_stat(zone, page, file, 1);
193         }
194         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
195 }
196
197 /*
198  * Mark a page as having seen activity.
199  *
200  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
201  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
202  * active,unreferenced          ->      active,referenced
203  */
204 void mark_page_accessed(struct page *page)
205 {
206         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
207                         PageReferenced(page) && PageLRU(page)) {
208                 activate_page(page);
209                 ClearPageReferenced(page);
210         } else if (!PageReferenced(page)) {
211                 SetPageReferenced(page);
212         }
213 }
214
215 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
216
217 void __lru_cache_add(struct page *page, enum lru_list lru)
218 {
219         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs)[lru];
220
221         page_cache_get(page);
222         if (!pagevec_add(pvec, page))
223                 ____pagevec_lru_add(pvec, lru);
224         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
225 }
226
227 /**
228  * lru_cache_add_lru - add a page to a page list
229  * @page: the page to be added to the LRU.
230  * @lru: the LRU list to which the page is added.
231  */
232 void lru_cache_add_lru(struct page *page, enum lru_list lru)
233 {
234         if (PageActive(page)) {
235                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
236                 ClearPageActive(page);
237         } else if (PageUnevictable(page)) {
238                 VM_BUG_ON(PageActive(page));
239                 ClearPageUnevictable(page);
240         }
241
242         VM_BUG_ON(PageLRU(page) || PageActive(page) || PageUnevictable(page));
243         __lru_cache_add(page, lru);
244 }
245
246 /**
247  * add_page_to_unevictable_list - add a page to the unevictable list
248  * @page:  the page to be added to the unevictable list
249  *
250  * Add page directly to its zone's unevictable list.  To avoid races with
251  * tasks that might be making the page evictable, through eg. munlock,
252  * munmap or exit, while it's not on the lru, we want to add the page
253  * while it's locked or otherwise "invisible" to other tasks.  This is
254  * difficult to do when using the pagevec cache, so bypass that.
255  */
256 void add_page_to_unevictable_list(struct page *page)
257 {
258         struct zone *zone = page_zone(page);
259
260         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
261         SetPageUnevictable(page);
262         SetPageLRU(page);
263         add_page_to_lru_list(zone, page, LRU_UNEVICTABLE);
264         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
265 }
266
267 /*
268  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
269  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
270  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
271  */
272 static void drain_cpu_pagevecs(int cpu)
273 {
274         struct pagevec *pvecs = per_cpu(lru_add_pvecs, cpu);
275         struct pagevec *pvec;
276         int lru;
277
278         for_each_lru(lru) {
279                 pvec = &pvecs[lru - LRU_BASE];
280                 if (pagevec_count(pvec))
281                         ____pagevec_lru_add(pvec, lru);
282         }
283
284         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
285         if (pagevec_count(pvec)) {
286                 unsigned long flags;
287
288                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
289                 local_irq_save(flags);
290                 pagevec_move_tail(pvec);
291                 local_irq_restore(flags);
292         }
293 }
294
295 void lru_add_drain(void)
296 {
297         drain_cpu_pagevecs(get_cpu());
298         put_cpu();
299 }
300
301 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
302 {
303         lru_add_drain();
304 }
305
306 /*
307  * Returns 0 for success
308  */
309 int lru_add_drain_all(void)
310 {
311         return schedule_on_each_cpu(lru_add_drain_per_cpu);
312 }
313
314 /*
315  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
316  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
317  * free it.
318  *
319  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
320  * for the remainder of the operation.
321  *
322  * The locking in this function is against shrink_inactive_list(): we recheck
323  * the page count inside the lock to see whether shrink_inactive_list()
324  * grabbed the page via the LRU.  If it did, give up: shrink_inactive_list()
325  * will free it.
326  */
327 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
328 {
329         int i;
330         struct pagevec pages_to_free;
331         struct zone *zone = NULL;
332         unsigned long uninitialized_var(flags);
333
334         pagevec_init(&pages_to_free, cold);
335         for (i = 0; i < nr; i++) {
336                 struct page *page = pages[i];
337
338                 if (unlikely(PageCompound(page))) {
339                         if (zone) {
340                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
341                                 zone = NULL;
342                         }
343                         put_compound_page(page);
344                         continue;
345                 }
346
347                 if (!put_page_testzero(page))
348                         continue;
349
350                 if (PageLRU(page)) {
351                         struct zone *pagezone = page_zone(page);
352
353                         if (pagezone != zone) {
354                                 if (zone)
355                                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock,
356                                                                         flags);
357                                 zone = pagezone;
358                                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
359                         }
360                         VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
361                         __ClearPageLRU(page);
362                         del_page_from_lru(zone, page);
363                 }
364
365                 if (!pagevec_add(&pages_to_free, page)) {
366                         if (zone) {
367                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
368                                 zone = NULL;
369                         }
370                         __pagevec_free(&pages_to_free);
371                         pagevec_reinit(&pages_to_free);
372                 }
373         }
374         if (zone)
375                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
376
377         pagevec_free(&pages_to_free);
378 }
379
380 /*
381  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
382  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
383  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
384  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
385  *
386  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
387  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
388  * mutual recursion.
389  */
390 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
391 {
392         lru_add_drain();
393         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
394         pagevec_reinit(pvec);
395 }
396
397 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
398
399 /*
400  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
401  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
402  */
403 void ____pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec, enum lru_list lru)
404 {
405         int i;
406         struct zone *zone = NULL;
407
408         VM_BUG_ON(is_unevictable_lru(lru));
409
410         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
411                 struct page *page = pvec->pages[i];
412                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
413                 int file;
414                 int active;
415
416                 if (pagezone != zone) {
417                         if (zone)
418                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
419                         zone = pagezone;
420                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
421                 }
422                 VM_BUG_ON(PageActive(page));
423                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
424                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
425                 SetPageLRU(page);
426                 active = is_active_lru(lru);
427                 file = is_file_lru(lru);
428                 if (active)
429                         SetPageActive(page);
430                 update_page_reclaim_stat(zone, page, file, active);
431                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
432         }
433         if (zone)
434                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
435         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
436         pagevec_reinit(pvec);
437 }
438
439 EXPORT_SYMBOL(____pagevec_lru_add);
440
441 /*
442  * Try to drop buffers from the pages in a pagevec
443  */
444 void pagevec_strip(struct pagevec *pvec)
445 {
446         int i;
447
448         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
449                 struct page *page = pvec->pages[i];
450
451                 if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
452                         if (page_has_private(page))
453                                 try_to_release_page(page, 0);
454                         unlock_page(page);
455                 }
456         }
457 }
458
459 /**
460  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
461  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
462  * @mapping:    The address_space to search
463  * @start:      The starting page index
464  * @nr_pages:   The maximum number of pages
465  *
466  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
467  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
468  * reference against the pages in @pvec.
469  *
470  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
471  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
472  *
473  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
474  */
475 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
476                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
477 {
478         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
479         return pagevec_count(pvec);
480 }
481
482 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup);
483
484 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
485                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
486 {
487         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
488                                         nr_pages, pvec->pages);
489         return pagevec_count(pvec);
490 }
491
492 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_tag);
493
494 /*
495  * Perform any setup for the swap system
496  */
497 void __init swap_setup(void)
498 {
499         unsigned long megs = totalram_pages >> (20 - PAGE_SHIFT);
500
501 #ifdef CONFIG_SWAP
502         bdi_init(swapper_space.backing_dev_info);
503 #endif
504
505         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
506         if (megs < 16)
507                 page_cluster = 2;
508         else
509                 page_cluster = 3;
510         /*
511          * Right now other parts of the system means that we
512          * _really_ don't want to cluster much more
513          */
514 }