memcg: remove redundant initialization in mem_cgroup_create()
[linux-2.6.git] / mm / swap_state.c
1 /*
2  *  linux/mm/swap_state.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
6  *
7  *  Rewritten to use page cache, (C) 1998 Stephen Tweedie
8  */
9 #include <linux/module.h>
10 #include <linux/mm.h>
11 #include <linux/kernel_stat.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/swapops.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/pagemap.h>
16 #include <linux/buffer_head.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/pagevec.h>
19 #include <linux/migrate.h>
20
21 #include <asm/pgtable.h>
22
23 /*
24  * swapper_space is a fiction, retained to simplify the path through
25  * vmscan's shrink_page_list, to make sync_page look nicer, and to allow
26  * future use of radix_tree tags in the swap cache.
27  */
28 static const struct address_space_operations swap_aops = {
29         .writepage      = swap_writepage,
30         .sync_page      = block_sync_page,
31         .set_page_dirty = __set_page_dirty_nobuffers,
32         .migratepage    = migrate_page,
33 };
34
35 static struct backing_dev_info swap_backing_dev_info = {
36         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK,
37         .unplug_io_fn   = swap_unplug_io_fn,
38 };
39
40 struct address_space swapper_space = {
41         .page_tree      = RADIX_TREE_INIT(GFP_ATOMIC|__GFP_NOWARN),
42         .tree_lock      = __RW_LOCK_UNLOCKED(swapper_space.tree_lock),
43         .a_ops          = &swap_aops,
44         .i_mmap_nonlinear = LIST_HEAD_INIT(swapper_space.i_mmap_nonlinear),
45         .backing_dev_info = &swap_backing_dev_info,
46 };
47
48 #define INC_CACHE_INFO(x)       do { swap_cache_info.x++; } while (0)
49
50 static struct {
51         unsigned long add_total;
52         unsigned long del_total;
53         unsigned long find_success;
54         unsigned long find_total;
55 } swap_cache_info;
56
57 void show_swap_cache_info(void)
58 {
59         printk("Swap cache: add %lu, delete %lu, find %lu/%lu\n",
60                 swap_cache_info.add_total, swap_cache_info.del_total,
61                 swap_cache_info.find_success, swap_cache_info.find_total);
62         printk("Free swap  = %lukB\n", nr_swap_pages << (PAGE_SHIFT - 10));
63         printk("Total swap = %lukB\n", total_swap_pages << (PAGE_SHIFT - 10));
64 }
65
66 /*
67  * add_to_swap_cache resembles add_to_page_cache on swapper_space,
68  * but sets SwapCache flag and private instead of mapping and index.
69  */
70 int add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask)
71 {
72         int error;
73
74         BUG_ON(!PageLocked(page));
75         BUG_ON(PageSwapCache(page));
76         BUG_ON(PagePrivate(page));
77         error = radix_tree_preload(gfp_mask);
78         if (!error) {
79                 write_lock_irq(&swapper_space.tree_lock);
80                 error = radix_tree_insert(&swapper_space.page_tree,
81                                                 entry.val, page);
82                 if (!error) {
83                         page_cache_get(page);
84                         SetPageSwapCache(page);
85                         set_page_private(page, entry.val);
86                         total_swapcache_pages++;
87                         __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
88                         INC_CACHE_INFO(add_total);
89                 }
90                 write_unlock_irq(&swapper_space.tree_lock);
91                 radix_tree_preload_end();
92         }
93         return error;
94 }
95
96 /*
97  * This must be called only on pages that have
98  * been verified to be in the swap cache.
99  */
100 void __delete_from_swap_cache(struct page *page)
101 {
102         BUG_ON(!PageLocked(page));
103         BUG_ON(!PageSwapCache(page));
104         BUG_ON(PageWriteback(page));
105         BUG_ON(PagePrivate(page));
106
107         radix_tree_delete(&swapper_space.page_tree, page_private(page));
108         set_page_private(page, 0);
109         ClearPageSwapCache(page);
110         total_swapcache_pages--;
111         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
112         INC_CACHE_INFO(del_total);
113 }
114
115 /**
116  * add_to_swap - allocate swap space for a page
117  * @page: page we want to move to swap
118  * @gfp_mask: memory allocation flags
119  *
120  * Allocate swap space for the page and add the page to the
121  * swap cache.  Caller needs to hold the page lock. 
122  */
123 int add_to_swap(struct page * page, gfp_t gfp_mask)
124 {
125         swp_entry_t entry;
126         int err;
127
128         BUG_ON(!PageLocked(page));
129         BUG_ON(!PageUptodate(page));
130
131         for (;;) {
132                 entry = get_swap_page();
133                 if (!entry.val)
134                         return 0;
135
136                 /*
137                  * Radix-tree node allocations from PF_MEMALLOC contexts could
138                  * completely exhaust the page allocator. __GFP_NOMEMALLOC
139                  * stops emergency reserves from being allocated.
140                  *
141                  * TODO: this could cause a theoretical memory reclaim
142                  * deadlock in the swap out path.
143                  */
144                 /*
145                  * Add it to the swap cache and mark it dirty
146                  */
147                 err = add_to_swap_cache(page, entry,
148                                 gfp_mask|__GFP_NOMEMALLOC|__GFP_NOWARN);
149
150                 switch (err) {
151                 case 0:                         /* Success */
152                         SetPageDirty(page);
153                         return 1;
154                 case -EEXIST:
155                         /* Raced with "speculative" read_swap_cache_async */
156                         swap_free(entry);
157                         continue;
158                 default:
159                         /* -ENOMEM radix-tree allocation failure */
160                         swap_free(entry);
161                         return 0;
162                 }
163         }
164 }
165
166 /*
167  * This must be called only on pages that have
168  * been verified to be in the swap cache and locked.
169  * It will never put the page into the free list,
170  * the caller has a reference on the page.
171  */
172 void delete_from_swap_cache(struct page *page)
173 {
174         swp_entry_t entry;
175
176         entry.val = page_private(page);
177
178         write_lock_irq(&swapper_space.tree_lock);
179         __delete_from_swap_cache(page);
180         write_unlock_irq(&swapper_space.tree_lock);
181
182         swap_free(entry);
183         page_cache_release(page);
184 }
185
186 /* 
187  * If we are the only user, then try to free up the swap cache. 
188  * 
189  * Its ok to check for PageSwapCache without the page lock
190  * here because we are going to recheck again inside 
191  * exclusive_swap_page() _with_ the lock. 
192  *                                      - Marcelo
193  */
194 static inline void free_swap_cache(struct page *page)
195 {
196         if (PageSwapCache(page) && !TestSetPageLocked(page)) {
197                 remove_exclusive_swap_page(page);
198                 unlock_page(page);
199         }
200 }
201
202 /* 
203  * Perform a free_page(), also freeing any swap cache associated with
204  * this page if it is the last user of the page.
205  */
206 void free_page_and_swap_cache(struct page *page)
207 {
208         free_swap_cache(page);
209         page_cache_release(page);
210 }
211
212 /*
213  * Passed an array of pages, drop them all from swapcache and then release
214  * them.  They are removed from the LRU and freed if this is their last use.
215  */
216 void free_pages_and_swap_cache(struct page **pages, int nr)
217 {
218         struct page **pagep = pages;
219
220         lru_add_drain();
221         while (nr) {
222                 int todo = min(nr, PAGEVEC_SIZE);
223                 int i;
224
225                 for (i = 0; i < todo; i++)
226                         free_swap_cache(pagep[i]);
227                 release_pages(pagep, todo, 0);
228                 pagep += todo;
229                 nr -= todo;
230         }
231 }
232
233 /*
234  * Lookup a swap entry in the swap cache. A found page will be returned
235  * unlocked and with its refcount incremented - we rely on the kernel
236  * lock getting page table operations atomic even if we drop the page
237  * lock before returning.
238  */
239 struct page * lookup_swap_cache(swp_entry_t entry)
240 {
241         struct page *page;
242
243         page = find_get_page(&swapper_space, entry.val);
244
245         if (page)
246                 INC_CACHE_INFO(find_success);
247
248         INC_CACHE_INFO(find_total);
249         return page;
250 }
251
252 /* 
253  * Locate a page of swap in physical memory, reserving swap cache space
254  * and reading the disk if it is not already cached.
255  * A failure return means that either the page allocation failed or that
256  * the swap entry is no longer in use.
257  */
258 struct page *read_swap_cache_async(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
259                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
260 {
261         struct page *found_page, *new_page = NULL;
262         int err;
263
264         do {
265                 /*
266                  * First check the swap cache.  Since this is normally
267                  * called after lookup_swap_cache() failed, re-calling
268                  * that would confuse statistics.
269                  */
270                 found_page = find_get_page(&swapper_space, entry.val);
271                 if (found_page)
272                         break;
273
274                 /*
275                  * Get a new page to read into from swap.
276                  */
277                 if (!new_page) {
278                         new_page = alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr);
279                         if (!new_page)
280                                 break;          /* Out of memory */
281                 }
282
283                 /*
284                  * Swap entry may have been freed since our caller observed it.
285                  */
286                 if (!swap_duplicate(entry))
287                         break;
288
289                 /*
290                  * Associate the page with swap entry in the swap cache.
291                  * May fail (-EEXIST) if there is already a page associated
292                  * with this entry in the swap cache: added by a racing
293                  * read_swap_cache_async, or add_to_swap or shmem_writepage
294                  * re-using the just freed swap entry for an existing page.
295                  * May fail (-ENOMEM) if radix-tree node allocation failed.
296                  */
297                 SetPageLocked(new_page);
298                 err = add_to_swap_cache(new_page, entry, gfp_mask & GFP_KERNEL);
299                 if (!err) {
300                         /*
301                          * Initiate read into locked page and return.
302                          */
303                         lru_cache_add_active(new_page);
304                         swap_readpage(NULL, new_page);
305                         return new_page;
306                 }
307                 ClearPageLocked(new_page);
308                 swap_free(entry);
309         } while (err != -ENOMEM);
310
311         if (new_page)
312                 page_cache_release(new_page);
313         return found_page;
314 }
315
316 /**
317  * swapin_readahead - swap in pages in hope we need them soon
318  * @entry: swap entry of this memory
319  * @gfp_mask: memory allocation flags
320  * @vma: user vma this address belongs to
321  * @addr: target address for mempolicy
322  *
323  * Returns the struct page for entry and addr, after queueing swapin.
324  *
325  * Primitive swap readahead code. We simply read an aligned block of
326  * (1 << page_cluster) entries in the swap area. This method is chosen
327  * because it doesn't cost us any seek time.  We also make sure to queue
328  * the 'original' request together with the readahead ones...
329  *
330  * This has been extended to use the NUMA policies from the mm triggering
331  * the readahead.
332  *
333  * Caller must hold down_read on the vma->vm_mm if vma is not NULL.
334  */
335 struct page *swapin_readahead(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
336                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
337 {
338         int nr_pages;
339         struct page *page;
340         unsigned long offset;
341         unsigned long end_offset;
342
343         /*
344          * Get starting offset for readaround, and number of pages to read.
345          * Adjust starting address by readbehind (for NUMA interleave case)?
346          * No, it's very unlikely that swap layout would follow vma layout,
347          * more likely that neighbouring swap pages came from the same node:
348          * so use the same "addr" to choose the same node for each swap read.
349          */
350         nr_pages = valid_swaphandles(entry, &offset);
351         for (end_offset = offset + nr_pages; offset < end_offset; offset++) {
352                 /* Ok, do the async read-ahead now */
353                 page = read_swap_cache_async(swp_entry(swp_type(entry), offset),
354                                                 gfp_mask, vma, addr);
355                 if (!page)
356                         break;
357                 page_cache_release(page);
358         }
359         lru_add_drain();        /* Push any new pages onto the LRU now */
360         return read_swap_cache_async(entry, gfp_mask, vma, addr);
361 }