mm: add_active_or_unevictable into rmap
[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_is_file_cache(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 /*
155  * FIXME: speed this up?
156  */
157 void activate_page(struct page *page)
158 {
159         struct zone *zone = page_zone(page);
160
161         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
162         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
163                 int file = page_is_file_cache(page);
164                 int lru = LRU_BASE + file;
165                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
166
167                 SetPageActive(page);
168                 lru += LRU_ACTIVE;
169                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
170                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
171                 mem_cgroup_move_lists(page, lru);
172
173                 zone->recent_rotated[!!file]++;
174                 zone->recent_scanned[!!file]++;
175         }
176         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
177 }
178
179 /*
180  * Mark a page as having seen activity.
181  *
182  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
183  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
184  * active,unreferenced          ->      active,referenced
185  */
186 void mark_page_accessed(struct page *page)
187 {
188         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
189                         PageReferenced(page) && PageLRU(page)) {
190                 activate_page(page);
191                 ClearPageReferenced(page);
192         } else if (!PageReferenced(page)) {
193                 SetPageReferenced(page);
194         }
195 }
196
197 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
198
199 void __lru_cache_add(struct page *page, enum lru_list lru)
200 {
201         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs)[lru];
202
203         page_cache_get(page);
204         if (!pagevec_add(pvec, page))
205                 ____pagevec_lru_add(pvec, lru);
206         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
207 }
208
209 /**
210  * lru_cache_add_lru - add a page to a page list
211  * @page: the page to be added to the LRU.
212  * @lru: the LRU list to which the page is added.
213  */
214 void lru_cache_add_lru(struct page *page, enum lru_list lru)
215 {
216         if (PageActive(page)) {
217                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
218                 ClearPageActive(page);
219         } else if (PageUnevictable(page)) {
220                 VM_BUG_ON(PageActive(page));
221                 ClearPageUnevictable(page);
222         }
223
224         VM_BUG_ON(PageLRU(page) || PageActive(page) || PageUnevictable(page));
225         __lru_cache_add(page, lru);
226 }
227
228 /**
229  * add_page_to_unevictable_list - add a page to the unevictable list
230  * @page:  the page to be added to the unevictable list
231  *
232  * Add page directly to its zone's unevictable list.  To avoid races with
233  * tasks that might be making the page evictable, through eg. munlock,
234  * munmap or exit, while it's not on the lru, we want to add the page
235  * while it's locked or otherwise "invisible" to other tasks.  This is
236  * difficult to do when using the pagevec cache, so bypass that.
237  */
238 void add_page_to_unevictable_list(struct page *page)
239 {
240         struct zone *zone = page_zone(page);
241
242         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
243         SetPageUnevictable(page);
244         SetPageLRU(page);
245         add_page_to_lru_list(zone, page, LRU_UNEVICTABLE);
246         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
247 }
248
249 /*
250  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
251  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
252  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
253  */
254 static void drain_cpu_pagevecs(int cpu)
255 {
256         struct pagevec *pvecs = per_cpu(lru_add_pvecs, cpu);
257         struct pagevec *pvec;
258         int lru;
259
260         for_each_lru(lru) {
261                 pvec = &pvecs[lru - LRU_BASE];
262                 if (pagevec_count(pvec))
263                         ____pagevec_lru_add(pvec, lru);
264         }
265
266         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
267         if (pagevec_count(pvec)) {
268                 unsigned long flags;
269
270                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
271                 local_irq_save(flags);
272                 pagevec_move_tail(pvec);
273                 local_irq_restore(flags);
274         }
275 }
276
277 void lru_add_drain(void)
278 {
279         drain_cpu_pagevecs(get_cpu());
280         put_cpu();
281 }
282
283 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
284 {
285         lru_add_drain();
286 }
287
288 /*
289  * Returns 0 for success
290  */
291 int lru_add_drain_all(void)
292 {
293         return schedule_on_each_cpu(lru_add_drain_per_cpu);
294 }
295
296 /*
297  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
298  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
299  * free it.
300  *
301  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
302  * for the remainder of the operation.
303  *
304  * The locking in this function is against shrink_inactive_list(): we recheck
305  * the page count inside the lock to see whether shrink_inactive_list()
306  * grabbed the page via the LRU.  If it did, give up: shrink_inactive_list()
307  * will free it.
308  */
309 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
310 {
311         int i;
312         struct pagevec pages_to_free;
313         struct zone *zone = NULL;
314         unsigned long uninitialized_var(flags);
315
316         pagevec_init(&pages_to_free, cold);
317         for (i = 0; i < nr; i++) {
318                 struct page *page = pages[i];
319
320                 if (unlikely(PageCompound(page))) {
321                         if (zone) {
322                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
323                                 zone = NULL;
324                         }
325                         put_compound_page(page);
326                         continue;
327                 }
328
329                 if (!put_page_testzero(page))
330                         continue;
331
332                 if (PageLRU(page)) {
333                         struct zone *pagezone = page_zone(page);
334
335                         if (pagezone != zone) {
336                                 if (zone)
337                                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock,
338                                                                         flags);
339                                 zone = pagezone;
340                                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
341                         }
342                         VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
343                         __ClearPageLRU(page);
344                         del_page_from_lru(zone, page);
345                 }
346
347                 if (!pagevec_add(&pages_to_free, page)) {
348                         if (zone) {
349                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
350                                 zone = NULL;
351                         }
352                         __pagevec_free(&pages_to_free);
353                         pagevec_reinit(&pages_to_free);
354                 }
355         }
356         if (zone)
357                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
358
359         pagevec_free(&pages_to_free);
360 }
361
362 /*
363  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
364  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
365  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
366  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
367  *
368  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
369  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
370  * mutual recursion.
371  */
372 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
373 {
374         lru_add_drain();
375         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
376         pagevec_reinit(pvec);
377 }
378
379 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
380
381 /*
382  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
383  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
384  */
385 void ____pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec, enum lru_list lru)
386 {
387         int i;
388         struct zone *zone = NULL;
389         VM_BUG_ON(is_unevictable_lru(lru));
390
391         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
392                 struct page *page = pvec->pages[i];
393                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
394                 int file;
395
396                 if (pagezone != zone) {
397                         if (zone)
398                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
399                         zone = pagezone;
400                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
401                 }
402                 VM_BUG_ON(PageActive(page));
403                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
404                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
405                 SetPageLRU(page);
406                 file = is_file_lru(lru);
407                 zone->recent_scanned[file]++;
408                 if (is_active_lru(lru)) {
409                         SetPageActive(page);
410                         zone->recent_rotated[file]++;
411                 }
412                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
413         }
414         if (zone)
415                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
416         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
417         pagevec_reinit(pvec);
418 }
419
420 EXPORT_SYMBOL(____pagevec_lru_add);
421
422 /*
423  * Try to drop buffers from the pages in a pagevec
424  */
425 void pagevec_strip(struct pagevec *pvec)
426 {
427         int i;
428
429         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
430                 struct page *page = pvec->pages[i];
431
432                 if (PagePrivate(page) && trylock_page(page)) {
433                         if (PagePrivate(page))
434                                 try_to_release_page(page, 0);
435                         unlock_page(page);
436                 }
437         }
438 }
439
440 /**
441  * pagevec_swap_free - try to free swap space from the pages in a pagevec
442  * @pvec: pagevec with swapcache pages to free the swap space of
443  *
444  * The caller needs to hold an extra reference to each page and
445  * not hold the page lock on the pages.  This function uses a
446  * trylock on the page lock so it may not always free the swap
447  * space associated with a page.
448  */
449 void pagevec_swap_free(struct pagevec *pvec)
450 {
451         int i;
452
453         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
454                 struct page *page = pvec->pages[i];
455
456                 if (PageSwapCache(page) && trylock_page(page)) {
457                         if (PageSwapCache(page))
458                                 remove_exclusive_swap_page_ref(page);
459                         unlock_page(page);
460                 }
461         }
462 }
463
464 /**
465  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
466  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
467  * @mapping:    The address_space to search
468  * @start:      The starting page index
469  * @nr_pages:   The maximum number of pages
470  *
471  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
472  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
473  * reference against the pages in @pvec.
474  *
475  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
476  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
477  *
478  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
479  */
480 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
481                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
482 {
483         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
484         return pagevec_count(pvec);
485 }
486
487 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup);
488
489 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
490                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
491 {
492         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
493                                         nr_pages, pvec->pages);
494         return pagevec_count(pvec);
495 }
496
497 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_tag);
498
499 #ifdef CONFIG_SMP
500 /*
501  * We tolerate a little inaccuracy to avoid ping-ponging the counter between
502  * CPUs
503  */
504 #define ACCT_THRESHOLD  max(16, NR_CPUS * 2)
505
506 static DEFINE_PER_CPU(long, committed_space);
507
508 void vm_acct_memory(long pages)
509 {
510         long *local;
511
512         preempt_disable();
513         local = &__get_cpu_var(committed_space);
514         *local += pages;
515         if (*local > ACCT_THRESHOLD || *local < -ACCT_THRESHOLD) {
516                 atomic_long_add(*local, &vm_committed_space);
517                 *local = 0;
518         }
519         preempt_enable();
520 }
521
522 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
523
524 /* Drop the CPU's cached committed space back into the central pool. */
525 static int cpu_swap_callback(struct notifier_block *nfb,
526                              unsigned long action,
527                              void *hcpu)
528 {
529         long *committed;
530
531         committed = &per_cpu(committed_space, (long)hcpu);
532         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
533                 atomic_long_add(*committed, &vm_committed_space);
534                 *committed = 0;
535                 drain_cpu_pagevecs((long)hcpu);
536         }
537         return NOTIFY_OK;
538 }
539 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
540 #endif /* CONFIG_SMP */
541
542 /*
543  * Perform any setup for the swap system
544  */
545 void __init swap_setup(void)
546 {
547         unsigned long megs = num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT);
548
549 #ifdef CONFIG_SWAP
550         bdi_init(swapper_space.backing_dev_info);
551 #endif
552
553         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
554         if (megs < 16)
555                 page_cluster = 2;
556         else
557                 page_cluster = 3;
558         /*
559          * Right now other parts of the system means that we
560          * _really_ don't want to cluster much more
561          */
562 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
563         hotcpu_notifier(cpu_swap_callback, 0);
564 #endif
565 }