bc2442a7b0eef63dedb08958b83c25a4d1afb518
[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 void put_page(struct page *page)
38 {
39         if (unlikely(PageCompound(page))) {
40                 page = (struct page *)page_private(page);
41                 if (put_page_testzero(page)) {
42                         void (*dtor)(struct page *page);
43
44                         dtor = (void (*)(struct page *))page[1].mapping;
45                         (*dtor)(page);
46                 }
47                 return;
48         }
49         if (put_page_testzero(page))
50                 __page_cache_release(page);
51 }
52 EXPORT_SYMBOL(put_page);
53
54 /*
55  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
56  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
57  * inactive list.  The page still has PageWriteback set, which will pin it.
58  *
59  * We don't expect many pages to come through here, so don't bother batching
60  * things up.
61  *
62  * To avoid placing the page at the tail of the LRU while PG_writeback is still
63  * set, this function will clear PG_writeback before performing the page
64  * motion.  Do that inside the lru lock because once PG_writeback is cleared
65  * we may not touch the page.
66  *
67  * Returns zero if it cleared PG_writeback.
68  */
69 int rotate_reclaimable_page(struct page *page)
70 {
71         struct zone *zone;
72         unsigned long flags;
73
74         if (PageLocked(page))
75                 return 1;
76         if (PageDirty(page))
77                 return 1;
78         if (PageActive(page))
79                 return 1;
80         if (!PageLRU(page))
81                 return 1;
82
83         zone = page_zone(page);
84         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
85         if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
86                 list_del(&page->lru);
87                 list_add_tail(&page->lru, &zone->inactive_list);
88                 inc_page_state(pgrotated);
89         }
90         if (!test_clear_page_writeback(page))
91                 BUG();
92         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
93         return 0;
94 }
95
96 /*
97  * FIXME: speed this up?
98  */
99 void fastcall activate_page(struct page *page)
100 {
101         struct zone *zone = page_zone(page);
102
103         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
104         if (PageLRU(page) && !PageActive(page)) {
105                 del_page_from_inactive_list(zone, page);
106                 SetPageActive(page);
107                 add_page_to_active_list(zone, page);
108                 inc_page_state(pgactivate);
109         }
110         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
111 }
112
113 /*
114  * Mark a page as having seen activity.
115  *
116  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
117  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
118  * active,unreferenced          ->      active,referenced
119  */
120 void fastcall mark_page_accessed(struct page *page)
121 {
122         if (!PageActive(page) && PageReferenced(page) && PageLRU(page)) {
123                 activate_page(page);
124                 ClearPageReferenced(page);
125         } else if (!PageReferenced(page)) {
126                 SetPageReferenced(page);
127         }
128 }
129
130 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
131
132 /**
133  * lru_cache_add: add a page to the page lists
134  * @page: the page to add
135  */
136 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_pvecs) = { 0, };
137 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_active_pvecs) = { 0, };
138
139 void fastcall lru_cache_add(struct page *page)
140 {
141         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvecs);
142
143         page_cache_get(page);
144         if (!pagevec_add(pvec, page))
145                 __pagevec_lru_add(pvec);
146         put_cpu_var(lru_add_pvecs);
147 }
148
149 void fastcall lru_cache_add_active(struct page *page)
150 {
151         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
152
153         page_cache_get(page);
154         if (!pagevec_add(pvec, page))
155                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
156         put_cpu_var(lru_add_active_pvecs);
157 }
158
159 static void __lru_add_drain(int cpu)
160 {
161         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvecs, cpu);
162
163         /* CPU is dead, so no locking needed. */
164         if (pagevec_count(pvec))
165                 __pagevec_lru_add(pvec);
166         pvec = &per_cpu(lru_add_active_pvecs, cpu);
167         if (pagevec_count(pvec))
168                 __pagevec_lru_add_active(pvec);
169 }
170
171 void lru_add_drain(void)
172 {
173         __lru_add_drain(get_cpu());
174         put_cpu();
175 }
176
177 #ifdef CONFIG_NUMA
178 static void lru_add_drain_per_cpu(void *dummy)
179 {
180         lru_add_drain();
181 }
182
183 /*
184  * Returns 0 for success
185  */
186 int lru_add_drain_all(void)
187 {
188         return schedule_on_each_cpu(lru_add_drain_per_cpu, NULL);
189 }
190
191 #else
192
193 /*
194  * Returns 0 for success
195  */
196 int lru_add_drain_all(void)
197 {
198         lru_add_drain();
199         return 0;
200 }
201 #endif
202
203 /*
204  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
205  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
206  */
207 void fastcall __page_cache_release(struct page *page)
208 {
209         unsigned long flags;
210         struct zone *zone = page_zone(page);
211
212         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
213         if (TestClearPageLRU(page))
214                 del_page_from_lru(zone, page);
215         if (page_count(page) != 0)
216                 page = NULL;
217         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
218         if (page)
219                 free_hot_page(page);
220 }
221
222 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_release);
223
224 /*
225  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
226  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
227  * free it.
228  *
229  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
230  * for the remainder of the operation.
231  *
232  * The locking in this function is against shrink_cache(): we recheck the
233  * page count inside the lock to see whether shrink_cache grabbed the page
234  * via the LRU.  If it did, give up: shrink_cache will free it.
235  */
236 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
237 {
238         int i;
239         struct pagevec pages_to_free;
240         struct zone *zone = NULL;
241
242         pagevec_init(&pages_to_free, cold);
243         for (i = 0; i < nr; i++) {
244                 struct page *page = pages[i];
245                 struct zone *pagezone;
246
247                 if (!put_page_testzero(page))
248                         continue;
249
250                 pagezone = page_zone(page);
251                 if (pagezone != zone) {
252                         if (zone)
253                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
254                         zone = pagezone;
255                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
256                 }
257                 if (TestClearPageLRU(page))
258                         del_page_from_lru(zone, page);
259                 if (page_count(page) == 0) {
260                         if (!pagevec_add(&pages_to_free, page)) {
261                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
262                                 __pagevec_free(&pages_to_free);
263                                 pagevec_reinit(&pages_to_free);
264                                 zone = NULL;    /* No lock is held */
265                         }
266                 }
267         }
268         if (zone)
269                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
270
271         pagevec_free(&pages_to_free);
272 }
273
274 /*
275  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
276  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
277  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
278  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
279  *
280  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
281  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
282  * mutual recursion.
283  */
284 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
285 {
286         lru_add_drain();
287         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
288         pagevec_reinit(pvec);
289 }
290
291 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
292
293 /*
294  * pagevec_release() for pages which are known to not be on the LRU
295  *
296  * This function reinitialises the caller's pagevec.
297  */
298 void __pagevec_release_nonlru(struct pagevec *pvec)
299 {
300         int i;
301         struct pagevec pages_to_free;
302
303         pagevec_init(&pages_to_free, pvec->cold);
304         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
305                 struct page *page = pvec->pages[i];
306
307                 BUG_ON(PageLRU(page));
308                 if (put_page_testzero(page))
309                         pagevec_add(&pages_to_free, page);
310         }
311         pagevec_free(&pages_to_free);
312         pagevec_reinit(pvec);
313 }
314
315 /*
316  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
317  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
318  */
319 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
320 {
321         int i;
322         struct zone *zone = NULL;
323
324         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
325                 struct page *page = pvec->pages[i];
326                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
327
328                 if (pagezone != zone) {
329                         if (zone)
330                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
331                         zone = pagezone;
332                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
333                 }
334                 if (TestSetPageLRU(page))
335                         BUG();
336                 add_page_to_inactive_list(zone, page);
337         }
338         if (zone)
339                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
340         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
341         pagevec_reinit(pvec);
342 }
343
344 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
345
346 void __pagevec_lru_add_active(struct pagevec *pvec)
347 {
348         int i;
349         struct zone *zone = NULL;
350
351         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
352                 struct page *page = pvec->pages[i];
353                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
354
355                 if (pagezone != zone) {
356                         if (zone)
357                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
358                         zone = pagezone;
359                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
360                 }
361                 if (TestSetPageLRU(page))
362                         BUG();
363                 if (TestSetPageActive(page))
364                         BUG();
365                 add_page_to_active_list(zone, page);
366         }
367         if (zone)
368                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
369         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
370         pagevec_reinit(pvec);
371 }
372
373 /*
374  * Try to drop buffers from the pages in a pagevec
375  */
376 void pagevec_strip(struct pagevec *pvec)
377 {
378         int i;
379
380         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
381                 struct page *page = pvec->pages[i];
382
383                 if (PagePrivate(page) && !TestSetPageLocked(page)) {
384                         try_to_release_page(page, 0);
385                         unlock_page(page);
386                 }
387         }
388 }
389
390 /**
391  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
392  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
393  * @mapping:    The address_space to search
394  * @start:      The starting page index
395  * @nr_pages:   The maximum number of pages
396  *
397  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
398  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
399  * reference against the pages in @pvec.
400  *
401  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
402  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
403  *
404  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
405  */
406 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
407                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
408 {
409         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
410         return pagevec_count(pvec);
411 }
412
413 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup);
414
415 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
416                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
417 {
418         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
419                                         nr_pages, pvec->pages);
420         return pagevec_count(pvec);
421 }
422
423 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_tag);
424
425 #ifdef CONFIG_SMP
426 /*
427  * We tolerate a little inaccuracy to avoid ping-ponging the counter between
428  * CPUs
429  */
430 #define ACCT_THRESHOLD  max(16, NR_CPUS * 2)
431
432 static DEFINE_PER_CPU(long, committed_space) = 0;
433
434 void vm_acct_memory(long pages)
435 {
436         long *local;
437
438         preempt_disable();
439         local = &__get_cpu_var(committed_space);
440         *local += pages;
441         if (*local > ACCT_THRESHOLD || *local < -ACCT_THRESHOLD) {
442                 atomic_add(*local, &vm_committed_space);
443                 *local = 0;
444         }
445         preempt_enable();
446 }
447
448 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
449
450 /* Drop the CPU's cached committed space back into the central pool. */
451 static int cpu_swap_callback(struct notifier_block *nfb,
452                              unsigned long action,
453                              void *hcpu)
454 {
455         long *committed;
456
457         committed = &per_cpu(committed_space, (long)hcpu);
458         if (action == CPU_DEAD) {
459                 atomic_add(*committed, &vm_committed_space);
460                 *committed = 0;
461                 __lru_add_drain((long)hcpu);
462         }
463         return NOTIFY_OK;
464 }
465 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
466 #endif /* CONFIG_SMP */
467
468 #ifdef CONFIG_SMP
469 void percpu_counter_mod(struct percpu_counter *fbc, long amount)
470 {
471         long count;
472         long *pcount;
473         int cpu = get_cpu();
474
475         pcount = per_cpu_ptr(fbc->counters, cpu);
476         count = *pcount + amount;
477         if (count >= FBC_BATCH || count <= -FBC_BATCH) {
478                 spin_lock(&fbc->lock);
479                 fbc->count += count;
480                 spin_unlock(&fbc->lock);
481                 count = 0;
482         }
483         *pcount = count;
484         put_cpu();
485 }
486 EXPORT_SYMBOL(percpu_counter_mod);
487 #endif
488
489 /*
490  * Perform any setup for the swap system
491  */
492 void __init swap_setup(void)
493 {
494         unsigned long megs = num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT);
495
496         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
497         if (megs < 16)
498                 page_cluster = 2;
499         else
500                 page_cluster = 3;
501         /*
502          * Right now other parts of the system means that we
503          * _really_ don't want to cluster much more
504          */
505         hotcpu_notifier(cpu_swap_callback, 0);
506 }