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