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