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