[PATCH] core remove PageReserved
[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 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
38
39 void put_page(struct page *page)
40 {
41         if (unlikely(PageCompound(page))) {
42                 page = (struct page *)page->private;
43                 if (put_page_testzero(page)) {
44                         void (*dtor)(struct page *page);
45
46                         dtor = (void (*)(struct page *))page[1].mapping;
47                         (*dtor)(page);
48                 }
49                 return;
50         }
51         if (put_page_testzero(page))
52                 __page_cache_release(page);
53 }
54 EXPORT_SYMBOL(put_page);
55 #endif
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 void lru_add_drain(void)
163 {
164         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs);
165
166         if (pagevec_count(pvec))
167                 __pagevec_lru_add(pvec);
168         pvec = &__get_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
169         if (pagevec_count(pvec))
170                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
171         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
172 }
173
174 /*
175  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
176  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
177  */
178 void fastcall __page_cache_release(struct page *page)
179 {
180         unsigned long flags;
181         struct zone *zone = page_zone(page);
182
183         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
184         if (TestClearPageLRU(page))
185                 del_page_from_lru(zone, page);
186         if (page_count(page) != 0)
187                 page = NULL;
188         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
189         if (page)
190                 free_hot_page(page);
191 }
192
193 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_release);
194
195 /*
196  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
197  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
198  * free it.
199  *
200  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
201  * for the remainder of the operation.
202  *
203  * The locking in this function is against shrink_cache(): we recheck the
204  * page count inside the lock to see whether shrink_cache grabbed the page
205  * via the LRU.  If it did, give up: shrink_cache will free it.
206  */
207 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
208 {
209         int i;
210         struct pagevec pages_to_free;
211         struct zone *zone = NULL;
212
213         pagevec_init(&pages_to_free, cold);
214         for (i = 0; i < nr; i++) {
215                 struct page *page = pages[i];
216                 struct zone *pagezone;
217
218                 if (!put_page_testzero(page))
219                         continue;
220
221                 pagezone = page_zone(page);
222                 if (pagezone != zone) {
223                         if (zone)
224                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
225                         zone = pagezone;
226                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
227                 }
228                 if (TestClearPageLRU(page))
229                         del_page_from_lru(zone, page);
230                 if (page_count(page) == 0) {
231                         if (!pagevec_add(&pages_to_free, page)) {
232                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
233                                 __pagevec_free(&pages_to_free);
234                                 pagevec_reinit(&pages_to_free);
235                                 zone = NULL;    /* No lock is held */
236                         }
237                 }
238         }
239         if (zone)
240                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
241
242         pagevec_free(&pages_to_free);
243 }
244
245 /*
246  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
247  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
248  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
249  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
250  *
251  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
252  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
253  * mutual recursion.
254  */
255 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
256 {
257         lru_add_drain();
258         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
259         pagevec_reinit(pvec);
260 }
261
262 /*
263  * pagevec_release() for pages which are known to not be on the LRU
264  *
265  * This function reinitialises the caller's pagevec.
266  */
267 void __pagevec_release_nonlru(struct pagevec *pvec)
268 {
269         int i;
270         struct pagevec pages_to_free;
271
272         pagevec_init(&pages_to_free, pvec->cold);
273         pages_to_free.cold = pvec->cold;
274         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
275                 struct page *page = pvec->pages[i];
276
277                 BUG_ON(PageLRU(page));
278                 if (put_page_testzero(page))
279                         pagevec_add(&pages_to_free, page);
280         }
281         pagevec_free(&pages_to_free);
282         pagevec_reinit(pvec);
283 }
284
285 /*
286  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
287  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
288  */
289 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
290 {
291         int i;
292         struct zone *zone = NULL;
293
294         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
295                 struct page *page = pvec->pages[i];
296                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
297
298                 if (pagezone != zone) {
299                         if (zone)
300                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
301                         zone = pagezone;
302                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
303                 }
304                 if (TestSetPageLRU(page))
305                         BUG();
306                 add_page_to_inactive_list(zone, page);
307         }
308         if (zone)
309                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
310         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
311         pagevec_reinit(pvec);
312 }
313
314 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
315
316 void __pagevec_lru_add_active(struct pagevec *pvec)
317 {
318         int i;
319         struct zone *zone = NULL;
320
321         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
322                 struct page *page = pvec->pages[i];
323                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
324
325                 if (pagezone != zone) {
326                         if (zone)
327                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
328                         zone = pagezone;
329                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
330                 }
331                 if (TestSetPageLRU(page))
332                         BUG();
333                 if (TestSetPageActive(page))
334                         BUG();
335                 add_page_to_active_list(zone, page);
336         }
337         if (zone)
338                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
339         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
340         pagevec_reinit(pvec);
341 }
342
343 /*
344  * Try to drop buffers from the pages in a pagevec
345  */
346 void pagevec_strip(struct pagevec *pvec)
347 {
348         int i;
349
350         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
351                 struct page *page = pvec->pages[i];
352
353                 if (PagePrivate(page) && !TestSetPageLocked(page)) {
354                         try_to_release_page(page, 0);
355                         unlock_page(page);
356                 }
357         }
358 }
359
360 /**
361  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
362  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
363  * @mapping:    The address_space to search
364  * @start:      The starting page index
365  * @nr_pages:   The maximum number of pages
366  *
367  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
368  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
369  * reference against the pages in @pvec.
370  *
371  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
372  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
373  *
374  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
375  */
376 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
377                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
378 {
379         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
380         return pagevec_count(pvec);
381 }
382
383 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
384                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
385 {
386         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
387                                         nr_pages, pvec->pages);
388         return pagevec_count(pvec);
389 }
390
391
392 #ifdef CONFIG_SMP
393 /*
394  * We tolerate a little inaccuracy to avoid ping-ponging the counter between
395  * CPUs
396  */
397 #define ACCT_THRESHOLD  max(16, NR_CPUS * 2)
398
399 static DEFINE_PER_CPU(long, committed_space) = 0;
400
401 void vm_acct_memory(long pages)
402 {
403         long *local;
404
405         preempt_disable();
406         local = &__get_cpu_var(committed_space);
407         *local += pages;
408         if (*local > ACCT_THRESHOLD || *local < -ACCT_THRESHOLD) {
409                 atomic_add(*local, &vm_committed_space);
410                 *local = 0;
411         }
412         preempt_enable();
413 }
414 EXPORT_SYMBOL(vm_acct_memory);
415
416 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
417 static void lru_drain_cache(unsigned int cpu)
418 {
419         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvecs, cpu);
420
421         /* CPU is dead, so no locking needed. */
422         if (pagevec_count(pvec))
423                 __pagevec_lru_add(pvec);
424         pvec = &per_cpu(lru_add_active_pvecs, cpu);
425         if (pagevec_count(pvec))
426                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
427 }
428
429 /* Drop the CPU's cached committed space back into the central pool. */
430 static int cpu_swap_callback(struct notifier_block *nfb,
431                              unsigned long action,
432                              void *hcpu)
433 {
434         long *committed;
435
436         committed = &per_cpu(committed_space, (long)hcpu);
437         if (action == CPU_DEAD) {
438                 atomic_add(*committed, &vm_committed_space);
439                 *committed = 0;
440                 lru_drain_cache((long)hcpu);
441         }
442         return NOTIFY_OK;
443 }
444 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
445 #endif /* CONFIG_SMP */
446
447 #ifdef CONFIG_SMP
448 void percpu_counter_mod(struct percpu_counter *fbc, long amount)
449 {
450         long count;
451         long *pcount;
452         int cpu = get_cpu();
453
454         pcount = per_cpu_ptr(fbc->counters, cpu);
455         count = *pcount + amount;
456         if (count >= FBC_BATCH || count <= -FBC_BATCH) {
457                 spin_lock(&fbc->lock);
458                 fbc->count += count;
459                 spin_unlock(&fbc->lock);
460                 count = 0;
461         }
462         *pcount = count;
463         put_cpu();
464 }
465 EXPORT_SYMBOL(percpu_counter_mod);
466 #endif
467
468 /*
469  * Perform any setup for the swap system
470  */
471 void __init swap_setup(void)
472 {
473         unsigned long megs = num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT);
474
475         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
476         if (megs < 16)
477                 page_cluster = 2;
478         else
479                 page_cluster = 3;
480         /*
481          * Right now other parts of the system means that we
482          * _really_ don't want to cluster much more
483          */
484         hotcpu_notifier(cpu_swap_callback, 0);
485 }