net: fix netlink address dumping in IPv4/IPv6
[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 #include <linux/page_cgroup.h>
21
22 #include <asm/pgtable.h>
23
24 /*
25  * swapper_space is a fiction, retained to simplify the path through
26  * vmscan's shrink_page_list, to make sync_page look nicer, and to allow
27  * future use of radix_tree tags in the swap cache.
28  */
29 static const struct address_space_operations swap_aops = {
30         .writepage      = swap_writepage,
31         .sync_page      = block_sync_page,
32         .set_page_dirty = __set_page_dirty_nobuffers,
33         .migratepage    = migrate_page,
34 };
35
36 static struct backing_dev_info swap_backing_dev_info = {
37         .name           = "swap",
38         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_AND_WRITEBACK | BDI_CAP_SWAP_BACKED,
39         .unplug_io_fn   = swap_unplug_io_fn,
40 };
41
42 struct address_space swapper_space = {
43         .page_tree      = RADIX_TREE_INIT(GFP_ATOMIC|__GFP_NOWARN),
44         .tree_lock      = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(swapper_space.tree_lock),
45         .a_ops          = &swap_aops,
46         .i_mmap_nonlinear = LIST_HEAD_INIT(swapper_space.i_mmap_nonlinear),
47         .backing_dev_info = &swap_backing_dev_info,
48 };
49
50 #define INC_CACHE_INFO(x)       do { swap_cache_info.x++; } while (0)
51
52 static struct {
53         unsigned long add_total;
54         unsigned long del_total;
55         unsigned long find_success;
56         unsigned long find_total;
57 } swap_cache_info;
58
59 void show_swap_cache_info(void)
60 {
61         printk("%lu pages in swap cache\n", total_swapcache_pages);
62         printk("Swap cache stats: add %lu, delete %lu, find %lu/%lu\n",
63                 swap_cache_info.add_total, swap_cache_info.del_total,
64                 swap_cache_info.find_success, swap_cache_info.find_total);
65         printk("Free swap  = %ldkB\n", nr_swap_pages << (PAGE_SHIFT - 10));
66         printk("Total swap = %lukB\n", total_swap_pages << (PAGE_SHIFT - 10));
67 }
68
69 /*
70  * __add_to_swap_cache resembles add_to_page_cache_locked on swapper_space,
71  * but sets SwapCache flag and private instead of mapping and index.
72  */
73 static int __add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry)
74 {
75         int error;
76
77         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
78         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
79         VM_BUG_ON(!PageSwapBacked(page));
80
81         page_cache_get(page);
82         SetPageSwapCache(page);
83         set_page_private(page, entry.val);
84
85         spin_lock_irq(&swapper_space.tree_lock);
86         error = radix_tree_insert(&swapper_space.page_tree, entry.val, page);
87         if (likely(!error)) {
88                 total_swapcache_pages++;
89                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
90                 INC_CACHE_INFO(add_total);
91         }
92         spin_unlock_irq(&swapper_space.tree_lock);
93
94         if (unlikely(error)) {
95                 /*
96                  * Only the context which have set SWAP_HAS_CACHE flag
97                  * would call add_to_swap_cache().
98                  * So add_to_swap_cache() doesn't returns -EEXIST.
99                  */
100                 VM_BUG_ON(error == -EEXIST);
101                 set_page_private(page, 0UL);
102                 ClearPageSwapCache(page);
103                 page_cache_release(page);
104         }
105
106         return error;
107 }
108
109
110 int add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask)
111 {
112         int error;
113
114         error = radix_tree_preload(gfp_mask);
115         if (!error) {
116                 error = __add_to_swap_cache(page, entry);
117                 radix_tree_preload_end();
118         }
119         return error;
120 }
121
122 /*
123  * This must be called only on pages that have
124  * been verified to be in the swap cache.
125  */
126 void __delete_from_swap_cache(struct page *page)
127 {
128         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
129         VM_BUG_ON(!PageSwapCache(page));
130         VM_BUG_ON(PageWriteback(page));
131
132         radix_tree_delete(&swapper_space.page_tree, page_private(page));
133         set_page_private(page, 0);
134         ClearPageSwapCache(page);
135         total_swapcache_pages--;
136         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
137         INC_CACHE_INFO(del_total);
138 }
139
140 /**
141  * add_to_swap - allocate swap space for a page
142  * @page: page we want to move to swap
143  *
144  * Allocate swap space for the page and add the page to the
145  * swap cache.  Caller needs to hold the page lock. 
146  */
147 int add_to_swap(struct page *page)
148 {
149         swp_entry_t entry;
150         int err;
151
152         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
153         VM_BUG_ON(!PageUptodate(page));
154
155         entry = get_swap_page();
156         if (!entry.val)
157                 return 0;
158
159         /*
160          * Radix-tree node allocations from PF_MEMALLOC contexts could
161          * completely exhaust the page allocator. __GFP_NOMEMALLOC
162          * stops emergency reserves from being allocated.
163          *
164          * TODO: this could cause a theoretical memory reclaim
165          * deadlock in the swap out path.
166          */
167         /*
168          * Add it to the swap cache and mark it dirty
169          */
170         err = add_to_swap_cache(page, entry,
171                         __GFP_HIGH|__GFP_NOMEMALLOC|__GFP_NOWARN);
172
173         if (!err) {     /* Success */
174                 SetPageDirty(page);
175                 return 1;
176         } else {        /* -ENOMEM radix-tree allocation failure */
177                 /*
178                  * add_to_swap_cache() doesn't return -EEXIST, so we can safely
179                  * clear SWAP_HAS_CACHE flag.
180                  */
181                 swapcache_free(entry, NULL);
182                 return 0;
183         }
184 }
185
186 /*
187  * This must be called only on pages that have
188  * been verified to be in the swap cache and locked.
189  * It will never put the page into the free list,
190  * the caller has a reference on the page.
191  */
192 void delete_from_swap_cache(struct page *page)
193 {
194         swp_entry_t entry;
195
196         entry.val = page_private(page);
197
198         spin_lock_irq(&swapper_space.tree_lock);
199         __delete_from_swap_cache(page);
200         spin_unlock_irq(&swapper_space.tree_lock);
201
202         swapcache_free(entry, page);
203         page_cache_release(page);
204 }
205
206 /* 
207  * If we are the only user, then try to free up the swap cache. 
208  * 
209  * Its ok to check for PageSwapCache without the page lock
210  * here because we are going to recheck again inside
211  * try_to_free_swap() _with_ the lock.
212  *                                      - Marcelo
213  */
214 static inline void free_swap_cache(struct page *page)
215 {
216         if (PageSwapCache(page) && !page_mapped(page) && trylock_page(page)) {
217                 try_to_free_swap(page);
218                 unlock_page(page);
219         }
220 }
221
222 /* 
223  * Perform a free_page(), also freeing any swap cache associated with
224  * this page if it is the last user of the page.
225  */
226 void free_page_and_swap_cache(struct page *page)
227 {
228         free_swap_cache(page);
229         page_cache_release(page);
230 }
231
232 /*
233  * Passed an array of pages, drop them all from swapcache and then release
234  * them.  They are removed from the LRU and freed if this is their last use.
235  */
236 void free_pages_and_swap_cache(struct page **pages, int nr)
237 {
238         struct page **pagep = pages;
239
240         lru_add_drain();
241         while (nr) {
242                 int todo = min(nr, PAGEVEC_SIZE);
243                 int i;
244
245                 for (i = 0; i < todo; i++)
246                         free_swap_cache(pagep[i]);
247                 release_pages(pagep, todo, 0);
248                 pagep += todo;
249                 nr -= todo;
250         }
251 }
252
253 /*
254  * Lookup a swap entry in the swap cache. A found page will be returned
255  * unlocked and with its refcount incremented - we rely on the kernel
256  * lock getting page table operations atomic even if we drop the page
257  * lock before returning.
258  */
259 struct page * lookup_swap_cache(swp_entry_t entry)
260 {
261         struct page *page;
262
263         page = find_get_page(&swapper_space, entry.val);
264
265         if (page)
266                 INC_CACHE_INFO(find_success);
267
268         INC_CACHE_INFO(find_total);
269         return page;
270 }
271
272 /* 
273  * Locate a page of swap in physical memory, reserving swap cache space
274  * and reading the disk if it is not already cached.
275  * A failure return means that either the page allocation failed or that
276  * the swap entry is no longer in use.
277  */
278 struct page *read_swap_cache_async(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
279                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
280 {
281         struct page *found_page, *new_page = NULL;
282         int err;
283
284         do {
285                 /*
286                  * First check the swap cache.  Since this is normally
287                  * called after lookup_swap_cache() failed, re-calling
288                  * that would confuse statistics.
289                  */
290                 found_page = find_get_page(&swapper_space, entry.val);
291                 if (found_page)
292                         break;
293
294                 /*
295                  * Get a new page to read into from swap.
296                  */
297                 if (!new_page) {
298                         new_page = alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr);
299                         if (!new_page)
300                                 break;          /* Out of memory */
301                 }
302
303                 /*
304                  * call radix_tree_preload() while we can wait.
305                  */
306                 err = radix_tree_preload(gfp_mask & GFP_KERNEL);
307                 if (err)
308                         break;
309
310                 /*
311                  * Swap entry may have been freed since our caller observed it.
312                  */
313                 err = swapcache_prepare(entry);
314                 if (err == -EEXIST) {   /* seems racy */
315                         radix_tree_preload_end();
316                         continue;
317                 }
318                 if (err) {              /* swp entry is obsolete ? */
319                         radix_tree_preload_end();
320                         break;
321                 }
322
323                 /* May fail (-ENOMEM) if radix-tree node allocation failed. */
324                 __set_page_locked(new_page);
325                 SetPageSwapBacked(new_page);
326                 err = __add_to_swap_cache(new_page, entry);
327                 if (likely(!err)) {
328                         radix_tree_preload_end();
329                         /*
330                          * Initiate read into locked page and return.
331                          */
332                         lru_cache_add_anon(new_page);
333                         swap_readpage(new_page);
334                         return new_page;
335                 }
336                 radix_tree_preload_end();
337                 ClearPageSwapBacked(new_page);
338                 __clear_page_locked(new_page);
339                 /*
340                  * add_to_swap_cache() doesn't return -EEXIST, so we can safely
341                  * clear SWAP_HAS_CACHE flag.
342                  */
343                 swapcache_free(entry, NULL);
344         } while (err != -ENOMEM);
345
346         if (new_page)
347                 page_cache_release(new_page);
348         return found_page;
349 }
350
351 /**
352  * swapin_readahead - swap in pages in hope we need them soon
353  * @entry: swap entry of this memory
354  * @gfp_mask: memory allocation flags
355  * @vma: user vma this address belongs to
356  * @addr: target address for mempolicy
357  *
358  * Returns the struct page for entry and addr, after queueing swapin.
359  *
360  * Primitive swap readahead code. We simply read an aligned block of
361  * (1 << page_cluster) entries in the swap area. This method is chosen
362  * because it doesn't cost us any seek time.  We also make sure to queue
363  * the 'original' request together with the readahead ones...
364  *
365  * This has been extended to use the NUMA policies from the mm triggering
366  * the readahead.
367  *
368  * Caller must hold down_read on the vma->vm_mm if vma is not NULL.
369  */
370 struct page *swapin_readahead(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
371                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
372 {
373         int nr_pages;
374         struct page *page;
375         unsigned long offset;
376         unsigned long end_offset;
377
378         /*
379          * Get starting offset for readaround, and number of pages to read.
380          * Adjust starting address by readbehind (for NUMA interleave case)?
381          * No, it's very unlikely that swap layout would follow vma layout,
382          * more likely that neighbouring swap pages came from the same node:
383          * so use the same "addr" to choose the same node for each swap read.
384          */
385         nr_pages = valid_swaphandles(entry, &offset);
386         for (end_offset = offset + nr_pages; offset < end_offset; offset++) {
387                 /* Ok, do the async read-ahead now */
388                 page = read_swap_cache_async(swp_entry(swp_type(entry), offset),
389                                                 gfp_mask, vma, addr);
390                 if (!page)
391                         break;
392                 page_cache_release(page);
393         }
394         lru_add_drain();        /* Push any new pages onto the LRU now */
395         return read_swap_cache_async(entry, gfp_mask, vma, addr);
396 }