GNU Linux-libre 4.19.211-gnu1
[releases.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 operation 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/export.h>
25 #include <linux/mm_inline.h>
26 #include <linux/percpu_counter.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/percpu.h>
29 #include <linux/cpu.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/memremap.h>
33 #include <linux/memcontrol.h>
34 #include <linux/gfp.h>
35 #include <linux/uio.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/page_idle.h>
38
39 #include "internal.h"
40
41 #define CREATE_TRACE_POINTS
42 #include <trace/events/pagemap.h>
43
44 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
45 int page_cluster;
46
47 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_pvec);
48 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_rotate_pvecs);
49 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_deactivate_file_pvecs);
50 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_lazyfree_pvecs);
51 #ifdef CONFIG_SMP
52 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, activate_page_pvecs);
53 #endif
54
55 /*
56  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
57  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
58  */
59 static void __page_cache_release(struct page *page)
60 {
61         if (PageLRU(page)) {
62                 struct zone *zone = page_zone(page);
63                 struct lruvec *lruvec;
64                 unsigned long flags;
65
66                 spin_lock_irqsave(zone_lru_lock(zone), flags);
67                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
68                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
69                 __ClearPageLRU(page);
70                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
71                 spin_unlock_irqrestore(zone_lru_lock(zone), flags);
72         }
73         __ClearPageWaiters(page);
74         mem_cgroup_uncharge(page);
75 }
76
77 static void __put_single_page(struct page *page)
78 {
79         __page_cache_release(page);
80         free_unref_page(page);
81 }
82
83 static void __put_compound_page(struct page *page)
84 {
85         compound_page_dtor *dtor;
86
87         /*
88          * __page_cache_release() is supposed to be called for thp, not for
89          * hugetlb. This is because hugetlb page does never have PageLRU set
90          * (it's never listed to any LRU lists) and no memcg routines should
91          * be called for hugetlb (it has a separate hugetlb_cgroup.)
92          */
93         if (!PageHuge(page))
94                 __page_cache_release(page);
95         dtor = get_compound_page_dtor(page);
96         (*dtor)(page);
97 }
98
99 void __put_page(struct page *page)
100 {
101         if (is_zone_device_page(page)) {
102                 put_dev_pagemap(page->pgmap);
103
104                 /*
105                  * The page belongs to the device that created pgmap. Do
106                  * not return it to page allocator.
107                  */
108                 return;
109         }
110
111         if (unlikely(PageCompound(page)))
112                 __put_compound_page(page);
113         else
114                 __put_single_page(page);
115 }
116 EXPORT_SYMBOL(__put_page);
117
118 /**
119  * put_pages_list() - release a list of pages
120  * @pages: list of pages threaded on page->lru
121  *
122  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
123  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
124  */
125 void put_pages_list(struct list_head *pages)
126 {
127         while (!list_empty(pages)) {
128                 struct page *victim;
129
130                 victim = list_entry(pages->prev, struct page, lru);
131                 list_del(&victim->lru);
132                 put_page(victim);
133         }
134 }
135 EXPORT_SYMBOL(put_pages_list);
136
137 /*
138  * get_kernel_pages() - pin kernel pages in memory
139  * @kiov:       An array of struct kvec structures
140  * @nr_segs:    number of segments to pin
141  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
142  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
143  *              Should be at least nr_segs long.
144  *
145  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
146  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
147  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
148  * with a put_page() call when it is finished with.
149  */
150 int get_kernel_pages(const struct kvec *kiov, int nr_segs, int write,
151                 struct page **pages)
152 {
153         int seg;
154
155         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
156                 if (WARN_ON(kiov[seg].iov_len != PAGE_SIZE))
157                         return seg;
158
159                 pages[seg] = kmap_to_page(kiov[seg].iov_base);
160                 get_page(pages[seg]);
161         }
162
163         return seg;
164 }
165 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_pages);
166
167 /*
168  * get_kernel_page() - pin a kernel page in memory
169  * @start:      starting kernel address
170  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
171  * @pages:      array that receives pointer to the page pinned.
172  *              Must be at least nr_segs long.
173  *
174  * Returns 1 if page is pinned. If the page was not pinned, returns
175  * -errno. The page returned must be released with a put_page() call
176  * when it is finished with.
177  */
178 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages)
179 {
180         const struct kvec kiov = {
181                 .iov_base = (void *)start,
182                 .iov_len = PAGE_SIZE
183         };
184
185         return get_kernel_pages(&kiov, 1, write, pages);
186 }
187 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_page);
188
189 static void pagevec_lru_move_fn(struct pagevec *pvec,
190         void (*move_fn)(struct page *page, struct lruvec *lruvec, void *arg),
191         void *arg)
192 {
193         int i;
194         struct pglist_data *pgdat = NULL;
195         struct lruvec *lruvec;
196         unsigned long flags = 0;
197
198         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
199                 struct page *page = pvec->pages[i];
200                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
201
202                 if (pagepgdat != pgdat) {
203                         if (pgdat)
204                                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
205                         pgdat = pagepgdat;
206                         spin_lock_irqsave(&pgdat->lru_lock, flags);
207                 }
208
209                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
210                 (*move_fn)(page, lruvec, arg);
211         }
212         if (pgdat)
213                 spin_unlock_irqrestore(&pgdat->lru_lock, flags);
214         release_pages(pvec->pages, pvec->nr);
215         pagevec_reinit(pvec);
216 }
217
218 static void pagevec_move_tail_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
219                                  void *arg)
220 {
221         int *pgmoved = arg;
222
223         if (PageLRU(page) && !PageUnevictable(page)) {
224                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
225                 ClearPageActive(page);
226                 add_page_to_lru_list_tail(page, lruvec, page_lru(page));
227                 (*pgmoved)++;
228         }
229 }
230
231 /*
232  * pagevec_move_tail() must be called with IRQ disabled.
233  * Otherwise this may cause nasty races.
234  */
235 static void pagevec_move_tail(struct pagevec *pvec)
236 {
237         int pgmoved = 0;
238
239         pagevec_lru_move_fn(pvec, pagevec_move_tail_fn, &pgmoved);
240         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
241 }
242
243 /*
244  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
245  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
246  * inactive list.
247  */
248 void rotate_reclaimable_page(struct page *page)
249 {
250         if (!PageLocked(page) && !PageDirty(page) &&
251             !PageUnevictable(page) && PageLRU(page)) {
252                 struct pagevec *pvec;
253                 unsigned long flags;
254
255                 get_page(page);
256                 local_irq_save(flags);
257                 pvec = this_cpu_ptr(&lru_rotate_pvecs);
258                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
259                         pagevec_move_tail(pvec);
260                 local_irq_restore(flags);
261         }
262 }
263
264 static void update_page_reclaim_stat(struct lruvec *lruvec,
265                                      int file, int rotated)
266 {
267         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
268
269         reclaim_stat->recent_scanned[file]++;
270         if (rotated)
271                 reclaim_stat->recent_rotated[file]++;
272 }
273
274 static void __activate_page(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
275                             void *arg)
276 {
277         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
278                 int file = page_is_file_cache(page);
279                 int lru = page_lru_base_type(page);
280
281                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
282                 SetPageActive(page);
283                 lru += LRU_ACTIVE;
284                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
285                 trace_mm_lru_activate(page);
286
287                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
288                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 1);
289         }
290 }
291
292 #ifdef CONFIG_SMP
293 static void activate_page_drain(int cpu)
294 {
295         struct pagevec *pvec = &per_cpu(activate_page_pvecs, cpu);
296
297         if (pagevec_count(pvec))
298                 pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
299 }
300
301 static bool need_activate_page_drain(int cpu)
302 {
303         return pagevec_count(&per_cpu(activate_page_pvecs, cpu)) != 0;
304 }
305
306 void activate_page(struct page *page)
307 {
308         page = compound_head(page);
309         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
310                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(activate_page_pvecs);
311
312                 get_page(page);
313                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
314                         pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
315                 put_cpu_var(activate_page_pvecs);
316         }
317 }
318
319 #else
320 static inline void activate_page_drain(int cpu)
321 {
322 }
323
324 void activate_page(struct page *page)
325 {
326         struct zone *zone = page_zone(page);
327
328         page = compound_head(page);
329         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
330         __activate_page(page, mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat), NULL);
331         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
332 }
333 #endif
334
335 static void __lru_cache_activate_page(struct page *page)
336 {
337         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
338         int i;
339
340         /*
341          * Search backwards on the optimistic assumption that the page being
342          * activated has just been added to this pagevec. Note that only
343          * the local pagevec is examined as a !PageLRU page could be in the
344          * process of being released, reclaimed, migrated or on a remote
345          * pagevec that is currently being drained. Furthermore, marking
346          * a remote pagevec's page PageActive potentially hits a race where
347          * a page is marked PageActive just after it is added to the inactive
348          * list causing accounting errors and BUG_ON checks to trigger.
349          */
350         for (i = pagevec_count(pvec) - 1; i >= 0; i--) {
351                 struct page *pagevec_page = pvec->pages[i];
352
353                 if (pagevec_page == page) {
354                         SetPageActive(page);
355                         break;
356                 }
357         }
358
359         put_cpu_var(lru_add_pvec);
360 }
361
362 /*
363  * Mark a page as having seen activity.
364  *
365  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
366  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
367  * active,unreferenced          ->      active,referenced
368  *
369  * When a newly allocated page is not yet visible, so safe for non-atomic ops,
370  * __SetPageReferenced(page) may be substituted for mark_page_accessed(page).
371  */
372 void mark_page_accessed(struct page *page)
373 {
374         page = compound_head(page);
375         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
376                         PageReferenced(page)) {
377
378                 /*
379                  * If the page is on the LRU, queue it for activation via
380                  * activate_page_pvecs. Otherwise, assume the page is on a
381                  * pagevec, mark it active and it'll be moved to the active
382                  * LRU on the next drain.
383                  */
384                 if (PageLRU(page))
385                         activate_page(page);
386                 else
387                         __lru_cache_activate_page(page);
388                 ClearPageReferenced(page);
389                 if (page_is_file_cache(page))
390                         workingset_activation(page);
391         } else if (!PageReferenced(page)) {
392                 SetPageReferenced(page);
393         }
394         if (page_is_idle(page))
395                 clear_page_idle(page);
396 }
397 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
398
399 static void __lru_cache_add(struct page *page)
400 {
401         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
402
403         get_page(page);
404         if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
405                 __pagevec_lru_add(pvec);
406         put_cpu_var(lru_add_pvec);
407 }
408
409 /**
410  * lru_cache_add_anon - add a page to the page lists
411  * @page: the page to add
412  */
413 void lru_cache_add_anon(struct page *page)
414 {
415         if (PageActive(page))
416                 ClearPageActive(page);
417         __lru_cache_add(page);
418 }
419
420 void lru_cache_add_file(struct page *page)
421 {
422         if (PageActive(page))
423                 ClearPageActive(page);
424         __lru_cache_add(page);
425 }
426 EXPORT_SYMBOL(lru_cache_add_file);
427
428 /**
429  * lru_cache_add - add a page to a page list
430  * @page: the page to be added to the LRU.
431  *
432  * Queue the page for addition to the LRU via pagevec. The decision on whether
433  * to add the page to the [in]active [file|anon] list is deferred until the
434  * pagevec is drained. This gives a chance for the caller of lru_cache_add()
435  * have the page added to the active list using mark_page_accessed().
436  */
437 void lru_cache_add(struct page *page)
438 {
439         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page) && PageUnevictable(page), page);
440         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
441         __lru_cache_add(page);
442 }
443
444 /**
445  * lru_cache_add_active_or_unevictable
446  * @page:  the page to be added to LRU
447  * @vma:   vma in which page is mapped for determining reclaimability
448  *
449  * Place @page on the active or unevictable LRU list, depending on its
450  * evictability.  Note that if the page is not evictable, it goes
451  * directly back onto it's zone's unevictable list, it does NOT use a
452  * per cpu pagevec.
453  */
454 void lru_cache_add_active_or_unevictable(struct page *page,
455                                          struct vm_area_struct *vma)
456 {
457         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
458
459         if (likely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED | VM_SPECIAL)) != VM_LOCKED))
460                 SetPageActive(page);
461         else if (!TestSetPageMlocked(page)) {
462                 /*
463                  * We use the irq-unsafe __mod_zone_page_stat because this
464                  * counter is not modified from interrupt context, and the pte
465                  * lock is held(spinlock), which implies preemption disabled.
466                  */
467                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
468                                     hpage_nr_pages(page));
469                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
470         }
471         lru_cache_add(page);
472 }
473
474 /*
475  * If the page can not be invalidated, it is moved to the
476  * inactive list to speed up its reclaim.  It is moved to the
477  * head of the list, rather than the tail, to give the flusher
478  * threads some time to write it out, as this is much more
479  * effective than the single-page writeout from reclaim.
480  *
481  * If the page isn't page_mapped and dirty/writeback, the page
482  * could reclaim asap using PG_reclaim.
483  *
484  * 1. active, mapped page -> none
485  * 2. active, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
486  * 3. inactive, mapped page -> none
487  * 4. inactive, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
488  * 5. inactive, clean -> inactive, tail
489  * 6. Others -> none
490  *
491  * In 4, why it moves inactive's head, the VM expects the page would
492  * be write it out by flusher threads as this is much more effective
493  * than the single-page writeout from reclaim.
494  */
495 static void lru_deactivate_file_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
496                               void *arg)
497 {
498         int lru, file;
499         bool active;
500
501         if (!PageLRU(page))
502                 return;
503
504         if (PageUnevictable(page))
505                 return;
506
507         /* Some processes are using the page */
508         if (page_mapped(page))
509                 return;
510
511         active = PageActive(page);
512         file = page_is_file_cache(page);
513         lru = page_lru_base_type(page);
514
515         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + active);
516         ClearPageActive(page);
517         ClearPageReferenced(page);
518         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
519
520         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page)) {
521                 /*
522                  * PG_reclaim could be raced with end_page_writeback
523                  * It can make readahead confusing.  But race window
524                  * is _really_ small and  it's non-critical problem.
525                  */
526                 SetPageReclaim(page);
527         } else {
528                 /*
529                  * The page's writeback ends up during pagevec
530                  * We moves tha page into tail of inactive.
531                  */
532                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
533                 __count_vm_event(PGROTATED);
534         }
535
536         if (active)
537                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
538         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
539 }
540
541
542 static void lru_lazyfree_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
543                             void *arg)
544 {
545         if (PageLRU(page) && PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
546             !PageSwapCache(page) && !PageUnevictable(page)) {
547                 bool active = PageActive(page);
548
549                 del_page_from_lru_list(page, lruvec,
550                                        LRU_INACTIVE_ANON + active);
551                 ClearPageActive(page);
552                 ClearPageReferenced(page);
553                 /*
554                  * lazyfree pages are clean anonymous pages. They have
555                  * SwapBacked flag cleared to distinguish normal anonymous
556                  * pages
557                  */
558                 ClearPageSwapBacked(page);
559                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
560
561                 __count_vm_events(PGLAZYFREE, hpage_nr_pages(page));
562                 count_memcg_page_event(page, PGLAZYFREE);
563                 update_page_reclaim_stat(lruvec, 1, 0);
564         }
565 }
566
567 /*
568  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
569  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
570  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
571  */
572 void lru_add_drain_cpu(int cpu)
573 {
574         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvec, cpu);
575
576         if (pagevec_count(pvec))
577                 __pagevec_lru_add(pvec);
578
579         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
580         if (pagevec_count(pvec)) {
581                 unsigned long flags;
582
583                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
584                 local_irq_save(flags);
585                 pagevec_move_tail(pvec);
586                 local_irq_restore(flags);
587         }
588
589         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu);
590         if (pagevec_count(pvec))
591                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
592
593         pvec = &per_cpu(lru_lazyfree_pvecs, cpu);
594         if (pagevec_count(pvec))
595                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_lazyfree_fn, NULL);
596
597         activate_page_drain(cpu);
598 }
599
600 /**
601  * deactivate_file_page - forcefully deactivate a file page
602  * @page: page to deactivate
603  *
604  * This function hints the VM that @page is a good reclaim candidate,
605  * for example if its invalidation fails due to the page being dirty
606  * or under writeback.
607  */
608 void deactivate_file_page(struct page *page)
609 {
610         /*
611          * In a workload with many unevictable page such as mprotect,
612          * unevictable page deactivation for accelerating reclaim is pointless.
613          */
614         if (PageUnevictable(page))
615                 return;
616
617         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
618                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
619
620                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
621                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_file_fn, NULL);
622                 put_cpu_var(lru_deactivate_file_pvecs);
623         }
624 }
625
626 /**
627  * mark_page_lazyfree - make an anon page lazyfree
628  * @page: page to deactivate
629  *
630  * mark_page_lazyfree() moves @page to the inactive file list.
631  * This is done to accelerate the reclaim of @page.
632  */
633 void mark_page_lazyfree(struct page *page)
634 {
635         if (PageLRU(page) && PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
636             !PageSwapCache(page) && !PageUnevictable(page)) {
637                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_lazyfree_pvecs);
638
639                 get_page(page);
640                 if (!pagevec_add(pvec, page) || PageCompound(page))
641                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_lazyfree_fn, NULL);
642                 put_cpu_var(lru_lazyfree_pvecs);
643         }
644 }
645
646 void lru_add_drain(void)
647 {
648         lru_add_drain_cpu(get_cpu());
649         put_cpu();
650 }
651
652 #ifdef CONFIG_SMP
653
654 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, lru_add_drain_work);
655
656 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
657 {
658         lru_add_drain();
659 }
660
661 /*
662  * Doesn't need any cpu hotplug locking because we do rely on per-cpu
663  * kworkers being shut down before our page_alloc_cpu_dead callback is
664  * executed on the offlined cpu.
665  * Calling this function with cpu hotplug locks held can actually lead
666  * to obscure indirect dependencies via WQ context.
667  */
668 void lru_add_drain_all(void)
669 {
670         static DEFINE_MUTEX(lock);
671         static struct cpumask has_work;
672         int cpu;
673
674         /*
675          * Make sure nobody triggers this path before mm_percpu_wq is fully
676          * initialized.
677          */
678         if (WARN_ON(!mm_percpu_wq))
679                 return;
680
681         mutex_lock(&lock);
682         cpumask_clear(&has_work);
683
684         for_each_online_cpu(cpu) {
685                 struct work_struct *work = &per_cpu(lru_add_drain_work, cpu);
686
687                 if (pagevec_count(&per_cpu(lru_add_pvec, cpu)) ||
688                     pagevec_count(&per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu)) ||
689                     pagevec_count(&per_cpu(lru_deactivate_file_pvecs, cpu)) ||
690                     pagevec_count(&per_cpu(lru_lazyfree_pvecs, cpu)) ||
691                     need_activate_page_drain(cpu)) {
692                         INIT_WORK(work, lru_add_drain_per_cpu);
693                         queue_work_on(cpu, mm_percpu_wq, work);
694                         cpumask_set_cpu(cpu, &has_work);
695                 }
696         }
697
698         for_each_cpu(cpu, &has_work)
699                 flush_work(&per_cpu(lru_add_drain_work, cpu));
700
701         mutex_unlock(&lock);
702 }
703 #else
704 void lru_add_drain_all(void)
705 {
706         lru_add_drain();
707 }
708 #endif
709
710 /**
711  * release_pages - batched put_page()
712  * @pages: array of pages to release
713  * @nr: number of pages
714  *
715  * Decrement the reference count on all the pages in @pages.  If it
716  * fell to zero, remove the page from the LRU and free it.
717  */
718 void release_pages(struct page **pages, int nr)
719 {
720         int i;
721         LIST_HEAD(pages_to_free);
722         struct pglist_data *locked_pgdat = NULL;
723         struct lruvec *lruvec;
724         unsigned long uninitialized_var(flags);
725         unsigned int uninitialized_var(lock_batch);
726
727         for (i = 0; i < nr; i++) {
728                 struct page *page = pages[i];
729
730                 /*
731                  * Make sure the IRQ-safe lock-holding time does not get
732                  * excessive with a continuous string of pages from the
733                  * same pgdat. The lock is held only if pgdat != NULL.
734                  */
735                 if (locked_pgdat && ++lock_batch == SWAP_CLUSTER_MAX) {
736                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
737                         locked_pgdat = NULL;
738                 }
739
740                 if (is_huge_zero_page(page))
741                         continue;
742
743                 if (is_zone_device_page(page)) {
744                         if (locked_pgdat) {
745                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
746                                                        flags);
747                                 locked_pgdat = NULL;
748                         }
749                         /*
750                          * ZONE_DEVICE pages that return 'false' from
751                          * put_devmap_managed_page() do not require special
752                          * processing, and instead, expect a call to
753                          * put_page_testzero().
754                          */
755                         if (put_devmap_managed_page(page))
756                                 continue;
757                 }
758
759                 page = compound_head(page);
760                 if (!put_page_testzero(page))
761                         continue;
762
763                 if (PageCompound(page)) {
764                         if (locked_pgdat) {
765                                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
766                                 locked_pgdat = NULL;
767                         }
768                         __put_compound_page(page);
769                         continue;
770                 }
771
772                 if (PageLRU(page)) {
773                         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
774
775                         if (pgdat != locked_pgdat) {
776                                 if (locked_pgdat)
777                                         spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock,
778                                                                         flags);
779                                 lock_batch = 0;
780                                 locked_pgdat = pgdat;
781                                 spin_lock_irqsave(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
782                         }
783
784                         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, locked_pgdat);
785                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
786                         __ClearPageLRU(page);
787                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
788                 }
789
790                 /* Clear Active bit in case of parallel mark_page_accessed */
791                 __ClearPageActive(page);
792                 __ClearPageWaiters(page);
793
794                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
795         }
796         if (locked_pgdat)
797                 spin_unlock_irqrestore(&locked_pgdat->lru_lock, flags);
798
799         mem_cgroup_uncharge_list(&pages_to_free);
800         free_unref_page_list(&pages_to_free);
801 }
802 EXPORT_SYMBOL(release_pages);
803
804 /*
805  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
806  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
807  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
808  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
809  *
810  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
811  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
812  * mutual recursion.
813  */
814 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
815 {
816         if (!pvec->percpu_pvec_drained) {
817                 lru_add_drain();
818                 pvec->percpu_pvec_drained = true;
819         }
820         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec));
821         pagevec_reinit(pvec);
822 }
823 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
824
825 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
826 /* used by __split_huge_page_refcount() */
827 void lru_add_page_tail(struct page *page, struct page *page_tail,
828                        struct lruvec *lruvec, struct list_head *list)
829 {
830         const int file = 0;
831
832         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
833         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page_tail), page);
834         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page_tail), page);
835         VM_BUG_ON(NR_CPUS != 1 &&
836                   !spin_is_locked(&lruvec_pgdat(lruvec)->lru_lock));
837
838         if (!list)
839                 SetPageLRU(page_tail);
840
841         if (likely(PageLRU(page)))
842                 list_add_tail(&page_tail->lru, &page->lru);
843         else if (list) {
844                 /* page reclaim is reclaiming a huge page */
845                 get_page(page_tail);
846                 list_add_tail(&page_tail->lru, list);
847         } else {
848                 struct list_head *list_head;
849                 /*
850                  * Head page has not yet been counted, as an hpage,
851                  * so we must account for each subpage individually.
852                  *
853                  * Use the standard add function to put page_tail on the list,
854                  * but then correct its position so they all end up in order.
855                  */
856                 add_page_to_lru_list(page_tail, lruvec, page_lru(page_tail));
857                 list_head = page_tail->lru.prev;
858                 list_move_tail(&page_tail->lru, list_head);
859         }
860
861         if (!PageUnevictable(page))
862                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, PageActive(page_tail));
863 }
864 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
865
866 static void __pagevec_lru_add_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
867                                  void *arg)
868 {
869         enum lru_list lru;
870         int was_unevictable = TestClearPageUnevictable(page);
871
872         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
873
874         SetPageLRU(page);
875         /*
876          * Page becomes evictable in two ways:
877          * 1) Within LRU lock [munlock_vma_pages() and __munlock_pagevec()].
878          * 2) Before acquiring LRU lock to put the page to correct LRU and then
879          *   a) do PageLRU check with lock [check_move_unevictable_pages]
880          *   b) do PageLRU check before lock [clear_page_mlock]
881          *
882          * (1) & (2a) are ok as LRU lock will serialize them. For (2b), we need
883          * following strict ordering:
884          *
885          * #0: __pagevec_lru_add_fn             #1: clear_page_mlock
886          *
887          * SetPageLRU()                         TestClearPageMlocked()
888          * smp_mb() // explicit ordering        // above provides strict
889          *                                      // ordering
890          * PageMlocked()                        PageLRU()
891          *
892          *
893          * if '#1' does not observe setting of PG_lru by '#0' and fails
894          * isolation, the explicit barrier will make sure that page_evictable
895          * check will put the page in correct LRU. Without smp_mb(), SetPageLRU
896          * can be reordered after PageMlocked check and can make '#1' to fail
897          * the isolation of the page whose Mlocked bit is cleared (#0 is also
898          * looking at the same page) and the evictable page will be stranded
899          * in an unevictable LRU.
900          */
901         smp_mb();
902
903         if (page_evictable(page)) {
904                 lru = page_lru(page);
905                 update_page_reclaim_stat(lruvec, page_is_file_cache(page),
906                                          PageActive(page));
907                 if (was_unevictable)
908                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
909         } else {
910                 lru = LRU_UNEVICTABLE;
911                 ClearPageActive(page);
912                 SetPageUnevictable(page);
913                 if (!was_unevictable)
914                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
915         }
916
917         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
918         trace_mm_lru_insertion(page, lru);
919 }
920
921 /*
922  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
923  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
924  */
925 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
926 {
927         pagevec_lru_move_fn(pvec, __pagevec_lru_add_fn, NULL);
928 }
929 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
930
931 /**
932  * pagevec_lookup_entries - gang pagecache lookup
933  * @pvec:       Where the resulting entries are placed
934  * @mapping:    The address_space to search
935  * @start:      The starting entry index
936  * @nr_entries: The maximum number of pages
937  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @pvec
938  *
939  * pagevec_lookup_entries() will search for and return a group of up
940  * to @nr_pages pages and shadow entries in the mapping.  All
941  * entries are placed in @pvec.  pagevec_lookup_entries() takes a
942  * reference against actual pages in @pvec.
943  *
944  * The search returns a group of mapping-contiguous entries with
945  * ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
946  * not-present entries.
947  *
948  * pagevec_lookup_entries() returns the number of entries which were
949  * found.
950  */
951 unsigned pagevec_lookup_entries(struct pagevec *pvec,
952                                 struct address_space *mapping,
953                                 pgoff_t start, unsigned nr_entries,
954                                 pgoff_t *indices)
955 {
956         pvec->nr = find_get_entries(mapping, start, nr_entries,
957                                     pvec->pages, indices);
958         return pagevec_count(pvec);
959 }
960
961 /**
962  * pagevec_remove_exceptionals - pagevec exceptionals pruning
963  * @pvec:       The pagevec to prune
964  *
965  * pagevec_lookup_entries() fills both pages and exceptional radix
966  * tree entries into the pagevec.  This function prunes all
967  * exceptionals from @pvec without leaving holes, so that it can be
968  * passed on to page-only pagevec operations.
969  */
970 void pagevec_remove_exceptionals(struct pagevec *pvec)
971 {
972         int i, j;
973
974         for (i = 0, j = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
975                 struct page *page = pvec->pages[i];
976                 if (!radix_tree_exceptional_entry(page))
977                         pvec->pages[j++] = page;
978         }
979         pvec->nr = j;
980 }
981
982 /**
983  * pagevec_lookup_range - gang pagecache lookup
984  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
985  * @mapping:    The address_space to search
986  * @start:      The starting page index
987  * @end:        The final page index
988  *
989  * pagevec_lookup_range() will search for & return a group of up to PAGEVEC_SIZE
990  * pages in the mapping starting from index @start and upto index @end
991  * (inclusive).  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
992  * reference against the pages in @pvec.
993  *
994  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
995  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages. We
996  * also update @start to index the next page for the traversal.
997  *
998  * pagevec_lookup_range() returns the number of pages which were found. If this
999  * number is smaller than PAGEVEC_SIZE, the end of specified range has been
1000  * reached.
1001  */
1002 unsigned pagevec_lookup_range(struct pagevec *pvec,
1003                 struct address_space *mapping, pgoff_t *start, pgoff_t end)
1004 {
1005         pvec->nr = find_get_pages_range(mapping, start, end, PAGEVEC_SIZE,
1006                                         pvec->pages);
1007         return pagevec_count(pvec);
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range);
1010
1011 unsigned pagevec_lookup_range_tag(struct pagevec *pvec,
1012                 struct address_space *mapping, pgoff_t *index, pgoff_t end,
1013                 int tag)
1014 {
1015         pvec->nr = find_get_pages_range_tag(mapping, index, end, tag,
1016                                         PAGEVEC_SIZE, pvec->pages);
1017         return pagevec_count(pvec);
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range_tag);
1020
1021 unsigned pagevec_lookup_range_nr_tag(struct pagevec *pvec,
1022                 struct address_space *mapping, pgoff_t *index, pgoff_t end,
1023                 int tag, unsigned max_pages)
1024 {
1025         pvec->nr = find_get_pages_range_tag(mapping, index, end, tag,
1026                 min_t(unsigned int, max_pages, PAGEVEC_SIZE), pvec->pages);
1027         return pagevec_count(pvec);
1028 }
1029 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_range_nr_tag);
1030 /*
1031  * Perform any setup for the swap system
1032  */
1033 void __init swap_setup(void)
1034 {
1035         unsigned long megs = totalram_pages >> (20 - PAGE_SHIFT);
1036
1037         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
1038         if (megs < 16)
1039                 page_cluster = 2;
1040         else
1041                 page_cluster = 3;
1042         /*
1043          * Right now other parts of the system means that we
1044          * _really_ don't want to cluster much more
1045          */
1046 }