mm: bdi init hooks
[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/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
33 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
34 int page_cluster;
35
36 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_pvecs) = { 0, };
37 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_active_pvecs) = { 0, };
38 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_rotate_pvecs) = { 0, };
39
40 /*
41  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
42  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
43  */
44 static void fastcall __page_cache_release(struct page *page)
45 {
46         if (PageLRU(page)) {
47                 unsigned long flags;
48                 struct zone *zone = page_zone(page);
49
50                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
51                 VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
52                 __ClearPageLRU(page);
53                 del_page_from_lru(zone, page);
54                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
55         }
56         free_hot_page(page);
57 }
58
59 static void put_compound_page(struct page *page)
60 {
61         page = compound_head(page);
62         if (put_page_testzero(page)) {
63                 compound_page_dtor *dtor;
64
65                 dtor = get_compound_page_dtor(page);
66                 (*dtor)(page);
67         }
68 }
69
70 void put_page(struct page *page)
71 {
72         if (unlikely(PageCompound(page)))
73                 put_compound_page(page);
74         else if (put_page_testzero(page))
75                 __page_cache_release(page);
76 }
77 EXPORT_SYMBOL(put_page);
78
79 /**
80  * put_pages_list(): release a list of pages
81  *
82  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
83  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
84  *
85  * @pages: list of pages threaded on page->lru
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  * Returns zero if it cleared PG_writeback.
137  */
138 int rotate_reclaimable_page(struct page *page)
139 {
140         struct pagevec *pvec;
141         unsigned long flags;
142
143         if (PageLocked(page))
144                 return 1;
145         if (PageDirty(page))
146                 return 1;
147         if (PageActive(page))
148                 return 1;
149         if (!PageLRU(page))
150                 return 1;
151
152         page_cache_get(page);
153         local_irq_save(flags);
154         pvec = &__get_cpu_var(lru_rotate_pvecs);
155         if (!pagevec_add(pvec, page))
156                 pagevec_move_tail(pvec);
157         local_irq_restore(flags);
158
159         if (!test_clear_page_writeback(page))
160                 BUG();
161
162         return 0;
163 }
164
165 /*
166  * FIXME: speed this up?
167  */
168 void fastcall activate_page(struct page *page)
169 {
170         struct zone *zone = page_zone(page);
171
172         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
173         if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
174                 del_page_from_inactive_list(zone, page);
175                 SetPageActive(page);
176                 add_page_to_active_list(zone, page);
177                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
178         }
179         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
180 }
181
182 /*
183  * Mark a page as having seen activity.
184  *
185  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
186  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
187  * active,unreferenced          ->      active,referenced
188  */
189 void fastcall mark_page_accessed(struct page *page)
190 {
191         if (!PageActive(page) && PageReferenced(page) && PageLRU(page)) {
192                 activate_page(page);
193                 ClearPageReferenced(page);
194         } else if (!PageReferenced(page)) {
195                 SetPageReferenced(page);
196         }
197 }
198
199 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
200
201 /**
202  * lru_cache_add: add a page to the page lists
203  * @page: the page to add
204  */
205 void fastcall lru_cache_add(struct page *page)
206 {
207         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs);
208
209         page_cache_get(page);
210         if (!pagevec_add(pvec, page))
211                 __pagevec_lru_add(pvec);
212         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
213 }
214
215 void fastcall lru_cache_add_active(struct page *page)
216 {
217         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
218
219         page_cache_get(page);
220         if (!pagevec_add(pvec, page))
221                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
222         put_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
223 }
224
225 /*
226  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
227  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
228  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
229  */
230 static void drain_cpu_pagevecs(int cpu)
231 {
232         struct pagevec *pvec;
233
234         pvec = &per_cpu(lru_add_pvecs, cpu);
235         if (pagevec_count(pvec))
236                 __pagevec_lru_add(pvec);
237
238         pvec = &per_cpu(lru_add_active_pvecs, cpu);
239         if (pagevec_count(pvec))
240                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
241
242         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
243         if (pagevec_count(pvec)) {
244                 unsigned long flags;
245
246                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
247                 local_irq_save(flags);
248                 pagevec_move_tail(pvec);
249                 local_irq_restore(flags);
250         }
251 }
252
253 void lru_add_drain(void)
254 {
255         drain_cpu_pagevecs(get_cpu());
256         put_cpu();
257 }
258
259 #ifdef CONFIG_NUMA
260 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
261 {
262         lru_add_drain();
263 }
264
265 /*
266  * Returns 0 for success
267  */
268 int lru_add_drain_all(void)
269 {
270         return schedule_on_each_cpu(lru_add_drain_per_cpu);
271 }
272
273 #else
274
275 /*
276  * Returns 0 for success
277  */
278 int lru_add_drain_all(void)
279 {
280         lru_add_drain();
281         return 0;
282 }
283 #endif
284
285 /*
286  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
287  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
288  * free it.
289  *
290  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
291  * for the remainder of the operation.
292  *
293  * The locking in this function is against shrink_cache(): we recheck the
294  * page count inside the lock to see whether shrink_cache grabbed the page
295  * via the LRU.  If it did, give up: shrink_cache will free it.
296  */
297 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
298 {
299         int i;
300         struct pagevec pages_to_free;
301         struct zone *zone = NULL;
302         unsigned long uninitialized_var(flags);
303
304         pagevec_init(&pages_to_free, cold);
305         for (i = 0; i < nr; i++) {
306                 struct page *page = pages[i];
307
308                 if (unlikely(PageCompound(page))) {
309                         if (zone) {
310                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
311                                 zone = NULL;
312                         }
313                         put_compound_page(page);
314                         continue;
315                 }
316
317                 if (!put_page_testzero(page))
318                         continue;
319
320                 if (PageLRU(page)) {
321                         struct zone *pagezone = page_zone(page);
322                         if (pagezone != zone) {
323                                 if (zone)
324                                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock,
325                                                                         flags);
326                                 zone = pagezone;
327                                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
328                         }
329                         VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
330                         __ClearPageLRU(page);
331                         del_page_from_lru(zone, page);
332                 }
333
334                 if (!pagevec_add(&pages_to_free, page)) {
335                         if (zone) {
336                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
337                                 zone = NULL;
338                         }
339                         __pagevec_free(&pages_to_free);
340                         pagevec_reinit(&pages_to_free);
341                 }
342         }
343         if (zone)
344                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
345
346         pagevec_free(&pages_to_free);
347 }
348
349 /*
350  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
351  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
352  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
353  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
354  *
355  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
356  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
357  * mutual recursion.
358  */
359 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
360 {
361         lru_add_drain();
362         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
363         pagevec_reinit(pvec);
364 }
365
366 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
367
368 /*
369  * pagevec_release() for pages which are known to not be on the LRU
370  *
371  * This function reinitialises the caller's pagevec.
372  */
373 void __pagevec_release_nonlru(struct pagevec *pvec)
374 {
375         int i;
376         struct pagevec pages_to_free;
377
378         pagevec_init(&pages_to_free, pvec->cold);
379         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
380                 struct page *page = pvec->pages[i];
381
382                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
383                 if (put_page_testzero(page))
384                         pagevec_add(&pages_to_free, page);
385         }
386         pagevec_free(&pages_to_free);
387         pagevec_reinit(pvec);
388 }
389
390 /*
391  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
392  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
393  */
394 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
395 {
396         int i;
397         struct zone *zone = NULL;
398
399         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
400                 struct page *page = pvec->pages[i];
401                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
402
403                 if (pagezone != zone) {
404                         if (zone)
405                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
406                         zone = pagezone;
407                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
408                 }
409                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
410                 SetPageLRU(page);
411                 add_page_to_inactive_list(zone, page);
412         }
413         if (zone)
414                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
415         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
416         pagevec_reinit(pvec);
417 }
418
419 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
420
421 void __pagevec_lru_add_active(struct pagevec *pvec)
422 {
423         int i;
424         struct zone *zone = NULL;
425
426         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
427                 struct page *page = pvec->pages[i];
428                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
429
430                 if (pagezone != zone) {
431                         if (zone)
432                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
433                         zone = pagezone;
434                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
435                 }
436                 VM_BUG_ON(PageLRU(page));
437                 SetPageLRU(page);
438                 VM_BUG_ON(PageActive(page));
439                 SetPageActive(page);
440                 add_page_to_active_list(zone, page);
441         }
442         if (zone)
443                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
444         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
445         pagevec_reinit(pvec);
446 }
447
448 /*
449  * Try to drop buffers from the pages in a pagevec
450  */
451 void pagevec_strip(struct pagevec *pvec)
452 {
453         int i;
454
455         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
456                 struct page *page = pvec->pages[i];
457
458                 if (PagePrivate(page) && !TestSetPageLocked(page)) {
459                         if (PagePrivate(page))
460                                 try_to_release_page(page, 0);
461                         unlock_page(page);
462                 }
463         }
464 }
465
466 /**
467  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
468  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
469  * @mapping:    The address_space to search
470  * @start:      The starting page index
471  * @nr_pages:   The maximum number of pages
472  *
473  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
474  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
475  * reference against the pages in @pvec.
476  *
477  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
478  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
479  *
480  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
481  */
482 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
483                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
484 {
485         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
486         return pagevec_count(pvec);
487 }
488
489 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup);
490
491 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
492                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
493 {
494         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
495                                         nr_pages, pvec->pages);
496         return pagevec_count(pvec);
497 }
498
499 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_tag);
500
501 #ifdef CONFIG_SMP
502 /*
503  * We tolerate a little inaccuracy to avoid ping-ponging the counter between
504  * CPUs
505  */
506 #define ACCT_THRESHOLD  max(16, NR_CPUS * 2)
507
508 static DEFINE_PER_CPU(long, committed_space) = 0;
509
510 void vm_acct_memory(long pages)
511 {
512         long *local;
513
514         preempt_disable();
515         local = &__get_cpu_var(committed_space);
516         *local += pages;
517         if (*local > ACCT_THRESHOLD || *local < -ACCT_THRESHOLD) {
518                 atomic_add(*local, &vm_committed_space);
519                 *local = 0;
520         }
521         preempt_enable();
522 }
523
524 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
525
526 /* Drop the CPU's cached committed space back into the central pool. */
527 static int cpu_swap_callback(struct notifier_block *nfb,
528                              unsigned long action,
529                              void *hcpu)
530 {
531         long *committed;
532
533         committed = &per_cpu(committed_space, (long)hcpu);
534         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
535                 atomic_add(*committed, &vm_committed_space);
536                 *committed = 0;
537                 drain_cpu_pagevecs((long)hcpu);
538         }
539         return NOTIFY_OK;
540 }
541 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
542 #endif /* CONFIG_SMP */
543
544 /*
545  * Perform any setup for the swap system
546  */
547 void __init swap_setup(void)
548 {
549         unsigned long megs = num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT);
550
551 #ifdef CONFIG_SWAP
552         bdi_init(swapper_space.backing_dev_info);
553 #endif
554
555         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
556         if (megs < 16)
557                 page_cluster = 2;
558         else
559                 page_cluster = 3;
560         /*
561          * Right now other parts of the system means that we
562          * _really_ don't want to cluster much more
563          */
564 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
565         hotcpu_notifier(cpu_swap_callback, 0);
566 #endif
567 }