mm: memcg: only check anon swapin page charges for swap cache
[linux-3.10.git] / mm / frontswap.c
1 /*
2  * Frontswap frontend
3  *
4  * This code provides the generic "frontend" layer to call a matching
5  * "backend" driver implementation of frontswap.  See
6  * Documentation/vm/frontswap.txt for more information.
7  *
8  * Copyright (C) 2009-2012 Oracle Corp.  All rights reserved.
9  * Author: Dan Magenheimer
10  *
11  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.
12  */
13
14 #include <linux/mman.h>
15 #include <linux/swap.h>
16 #include <linux/swapops.h>
17 #include <linux/security.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/debugfs.h>
20 #include <linux/frontswap.h>
21 #include <linux/swapfile.h>
22
23 /*
24  * frontswap_ops is set by frontswap_register_ops to contain the pointers
25  * to the frontswap "backend" implementation functions.
26  */
27 static struct frontswap_ops frontswap_ops __read_mostly;
28
29 /*
30  * This global enablement flag reduces overhead on systems where frontswap_ops
31  * has not been registered, so is preferred to the slower alternative: a
32  * function call that checks a non-global.
33  */
34 bool frontswap_enabled __read_mostly;
35 EXPORT_SYMBOL(frontswap_enabled);
36
37 /*
38  * If enabled, frontswap_store will return failure even on success.  As
39  * a result, the swap subsystem will always write the page to swap, in
40  * effect converting frontswap into a writethrough cache.  In this mode,
41  * there is no direct reduction in swap writes, but a frontswap backend
42  * can unilaterally "reclaim" any pages in use with no data loss, thus
43  * providing increases control over maximum memory usage due to frontswap.
44  */
45 static bool frontswap_writethrough_enabled __read_mostly;
46
47 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
48 /*
49  * Counters available via /sys/kernel/debug/frontswap (if debugfs is
50  * properly configured).  These are for information only so are not protected
51  * against increment races.
52  */
53 static u64 frontswap_loads;
54 static u64 frontswap_succ_stores;
55 static u64 frontswap_failed_stores;
56 static u64 frontswap_invalidates;
57
58 static inline void inc_frontswap_loads(void) {
59         frontswap_loads++;
60 }
61 static inline void inc_frontswap_succ_stores(void) {
62         frontswap_succ_stores++;
63 }
64 static inline void inc_frontswap_failed_stores(void) {
65         frontswap_failed_stores++;
66 }
67 static inline void inc_frontswap_invalidates(void) {
68         frontswap_invalidates++;
69 }
70 #else
71 static inline void inc_frontswap_loads(void) { }
72 static inline void inc_frontswap_succ_stores(void) { }
73 static inline void inc_frontswap_failed_stores(void) { }
74 static inline void inc_frontswap_invalidates(void) { }
75 #endif
76 /*
77  * Register operations for frontswap, returning previous thus allowing
78  * detection of multiple backends and possible nesting.
79  */
80 struct frontswap_ops frontswap_register_ops(struct frontswap_ops *ops)
81 {
82         struct frontswap_ops old = frontswap_ops;
83
84         frontswap_ops = *ops;
85         frontswap_enabled = true;
86         return old;
87 }
88 EXPORT_SYMBOL(frontswap_register_ops);
89
90 /*
91  * Enable/disable frontswap writethrough (see above).
92  */
93 void frontswap_writethrough(bool enable)
94 {
95         frontswap_writethrough_enabled = enable;
96 }
97 EXPORT_SYMBOL(frontswap_writethrough);
98
99 /*
100  * Called when a swap device is swapon'd.
101  */
102 void __frontswap_init(unsigned type)
103 {
104         struct swap_info_struct *sis = swap_info[type];
105
106         BUG_ON(sis == NULL);
107         if (sis->frontswap_map == NULL)
108                 return;
109         frontswap_ops.init(type);
110 }
111 EXPORT_SYMBOL(__frontswap_init);
112
113 static inline void __frontswap_clear(struct swap_info_struct *sis, pgoff_t offset)
114 {
115         frontswap_clear(sis, offset);
116         atomic_dec(&sis->frontswap_pages);
117 }
118
119 /*
120  * "Store" data from a page to frontswap and associate it with the page's
121  * swaptype and offset.  Page must be locked and in the swap cache.
122  * If frontswap already contains a page with matching swaptype and
123  * offset, the frontswap implementation may either overwrite the data and
124  * return success or invalidate the page from frontswap and return failure.
125  */
126 int __frontswap_store(struct page *page)
127 {
128         int ret = -1, dup = 0;
129         swp_entry_t entry = { .val = page_private(page), };
130         int type = swp_type(entry);
131         struct swap_info_struct *sis = swap_info[type];
132         pgoff_t offset = swp_offset(entry);
133
134         BUG_ON(!PageLocked(page));
135         BUG_ON(sis == NULL);
136         if (frontswap_test(sis, offset))
137                 dup = 1;
138         ret = frontswap_ops.store(type, offset, page);
139         if (ret == 0) {
140                 frontswap_set(sis, offset);
141                 inc_frontswap_succ_stores();
142                 if (!dup)
143                         atomic_inc(&sis->frontswap_pages);
144         } else {
145                 /*
146                   failed dup always results in automatic invalidate of
147                   the (older) page from frontswap
148                  */
149                 inc_frontswap_failed_stores();
150                 if (dup)
151                         __frontswap_clear(sis, offset);
152         }
153         if (frontswap_writethrough_enabled)
154                 /* report failure so swap also writes to swap device */
155                 ret = -1;
156         return ret;
157 }
158 EXPORT_SYMBOL(__frontswap_store);
159
160 /*
161  * "Get" data from frontswap associated with swaptype and offset that were
162  * specified when the data was put to frontswap and use it to fill the
163  * specified page with data. Page must be locked and in the swap cache.
164  */
165 int __frontswap_load(struct page *page)
166 {
167         int ret = -1;
168         swp_entry_t entry = { .val = page_private(page), };
169         int type = swp_type(entry);
170         struct swap_info_struct *sis = swap_info[type];
171         pgoff_t offset = swp_offset(entry);
172
173         BUG_ON(!PageLocked(page));
174         BUG_ON(sis == NULL);
175         if (frontswap_test(sis, offset))
176                 ret = frontswap_ops.load(type, offset, page);
177         if (ret == 0)
178                 inc_frontswap_loads();
179         return ret;
180 }
181 EXPORT_SYMBOL(__frontswap_load);
182
183 /*
184  * Invalidate any data from frontswap associated with the specified swaptype
185  * and offset so that a subsequent "get" will fail.
186  */
187 void __frontswap_invalidate_page(unsigned type, pgoff_t offset)
188 {
189         struct swap_info_struct *sis = swap_info[type];
190
191         BUG_ON(sis == NULL);
192         if (frontswap_test(sis, offset)) {
193                 frontswap_ops.invalidate_page(type, offset);
194                 __frontswap_clear(sis, offset);
195                 inc_frontswap_invalidates();
196         }
197 }
198 EXPORT_SYMBOL(__frontswap_invalidate_page);
199
200 /*
201  * Invalidate all data from frontswap associated with all offsets for the
202  * specified swaptype.
203  */
204 void __frontswap_invalidate_area(unsigned type)
205 {
206         struct swap_info_struct *sis = swap_info[type];
207
208         BUG_ON(sis == NULL);
209         if (sis->frontswap_map == NULL)
210                 return;
211         frontswap_ops.invalidate_area(type);
212         atomic_set(&sis->frontswap_pages, 0);
213         memset(sis->frontswap_map, 0, sis->max / sizeof(long));
214 }
215 EXPORT_SYMBOL(__frontswap_invalidate_area);
216
217 static unsigned long __frontswap_curr_pages(void)
218 {
219         int type;
220         unsigned long totalpages = 0;
221         struct swap_info_struct *si = NULL;
222
223         assert_spin_locked(&swap_lock);
224         for (type = swap_list.head; type >= 0; type = si->next) {
225                 si = swap_info[type];
226                 totalpages += atomic_read(&si->frontswap_pages);
227         }
228         return totalpages;
229 }
230
231 static int __frontswap_unuse_pages(unsigned long total, unsigned long *unused,
232                                         int *swapid)
233 {
234         int ret = -EINVAL;
235         struct swap_info_struct *si = NULL;
236         int si_frontswap_pages;
237         unsigned long total_pages_to_unuse = total;
238         unsigned long pages = 0, pages_to_unuse = 0;
239         int type;
240
241         assert_spin_locked(&swap_lock);
242         for (type = swap_list.head; type >= 0; type = si->next) {
243                 si = swap_info[type];
244                 si_frontswap_pages = atomic_read(&si->frontswap_pages);
245                 if (total_pages_to_unuse < si_frontswap_pages) {
246                         pages = pages_to_unuse = total_pages_to_unuse;
247                 } else {
248                         pages = si_frontswap_pages;
249                         pages_to_unuse = 0; /* unuse all */
250                 }
251                 /* ensure there is enough RAM to fetch pages from frontswap */
252                 if (security_vm_enough_memory_mm(current->mm, pages)) {
253                         ret = -ENOMEM;
254                         continue;
255                 }
256                 vm_unacct_memory(pages);
257                 *unused = pages_to_unuse;
258                 *swapid = type;
259                 ret = 0;
260                 break;
261         }
262
263         return ret;
264 }
265
266 static int __frontswap_shrink(unsigned long target_pages,
267                                 unsigned long *pages_to_unuse,
268                                 int *type)
269 {
270         unsigned long total_pages = 0, total_pages_to_unuse;
271
272         assert_spin_locked(&swap_lock);
273
274         total_pages = __frontswap_curr_pages();
275         if (total_pages <= target_pages) {
276                 /* Nothing to do */
277                 *pages_to_unuse = 0;
278                 return 0;
279         }
280         total_pages_to_unuse = total_pages - target_pages;
281         return __frontswap_unuse_pages(total_pages_to_unuse, pages_to_unuse, type);
282 }
283
284 /*
285  * Frontswap, like a true swap device, may unnecessarily retain pages
286  * under certain circumstances; "shrink" frontswap is essentially a
287  * "partial swapoff" and works by calling try_to_unuse to attempt to
288  * unuse enough frontswap pages to attempt to -- subject to memory
289  * constraints -- reduce the number of pages in frontswap to the
290  * number given in the parameter target_pages.
291  */
292 void frontswap_shrink(unsigned long target_pages)
293 {
294         unsigned long pages_to_unuse = 0;
295         int type, ret;
296
297         /*
298          * we don't want to hold swap_lock while doing a very
299          * lengthy try_to_unuse, but swap_list may change
300          * so restart scan from swap_list.head each time
301          */
302         spin_lock(&swap_lock);
303         ret = __frontswap_shrink(target_pages, &pages_to_unuse, &type);
304         spin_unlock(&swap_lock);
305         if (ret == 0 && pages_to_unuse)
306                 try_to_unuse(type, true, pages_to_unuse);
307         return;
308 }
309 EXPORT_SYMBOL(frontswap_shrink);
310
311 /*
312  * Count and return the number of frontswap pages across all
313  * swap devices.  This is exported so that backend drivers can
314  * determine current usage without reading debugfs.
315  */
316 unsigned long frontswap_curr_pages(void)
317 {
318         unsigned long totalpages = 0;
319
320         spin_lock(&swap_lock);
321         totalpages = __frontswap_curr_pages();
322         spin_unlock(&swap_lock);
323
324         return totalpages;
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(frontswap_curr_pages);
327
328 static int __init init_frontswap(void)
329 {
330 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
331         struct dentry *root = debugfs_create_dir("frontswap", NULL);
332         if (root == NULL)
333                 return -ENXIO;
334         debugfs_create_u64("loads", S_IRUGO, root, &frontswap_loads);
335         debugfs_create_u64("succ_stores", S_IRUGO, root, &frontswap_succ_stores);
336         debugfs_create_u64("failed_stores", S_IRUGO, root,
337                                 &frontswap_failed_stores);
338         debugfs_create_u64("invalidates", S_IRUGO,
339                                 root, &frontswap_invalidates);
340 #endif
341         return 0;
342 }
343
344 module_init(init_frontswap);