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/percpu.h>
  28 #include <linux/cpu.h>
  29 #include <linux/notifier.h>
  30 #include <linux/backing-dev.h>
  31 #include <linux/memcontrol.h>
  32 #include <linux/gfp.h>
  33 #include <linux/uio.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35
  36 #include "internal.h"
  37
  38 #define CREATE_TRACE_POINTS
  39 #include <trace/events/pagemap.h>
  40
  41 /* How many pages do we try to swap or page in/out together? */
  42 int page_cluster;
  43
  44 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_add_pvec);
  45 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_rotate_pvecs);
  46 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, lru_deactivate_pvecs);
  47
  48 /*
  49  * This path almost never happens for VM activity - pages are normally
  50  * freed via pagevecs.  But it gets used by networking.
  51  */
  52 static void __page_cache_release(struct page *page)
  53 {
  54         if (PageLRU(page)) {
  55                 struct zone *zone = page_zone(page);
  56                 struct lruvec *lruvec;
  57                 unsigned long flags;
  58
  59                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
  60                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
  61                 VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
  62                 __ClearPageLRU(page);
  63                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
  64                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
  65         }
  66 }
  67
  68 static void __put_single_page(struct page *page)
  69 {
  70         __page_cache_release(page);
  71         free_hot_cold_page(page, 0);
  72 }
  73
  74 static void __put_compound_page(struct page *page)
  75 {
  76         compound_page_dtor *dtor;
  77
  78         __page_cache_release(page);
  79         dtor = get_compound_page_dtor(page);
  80         (*dtor)(page);
  81 }
  82
  83 static void put_compound_page(struct page *page)
  84 {
  85         /*
  86          * hugetlbfs pages cannot be split from under us.  If this is a
  87          * hugetlbfs page, check refcount on head page and release the page if
  88          * the refcount becomes zero.
  89          */
  90         if (PageHuge(page)) {
  91                 page = compound_head(page);
  92                 if (put_page_testzero(page))
  93                         __put_compound_page(page);
  94
  95                 return;
  96         }
  97
  98         if (unlikely(PageTail(page))) {
  99                 /* __split_huge_page_refcount can run under us */
 100                 struct page *page_head = compound_trans_head(page);
 101
 102                 if (likely(page != page_head &&
 103                            get_page_unless_zero(page_head))) {
 104                         unsigned long flags;
 105
 106                         /*
 107                          * THP can not break up slab pages so avoid taking
 108                          * compound_lock().  Slab performs non-atomic bit ops
 109                          * on page->flags for better performance.  In particular
 110                          * slab_unlock() in slub used to be a hot path.  It is
 111                          * still hot on arches that do not support
 112                          * this_cpu_cmpxchg_double().
 113                          */
 114                         if (PageSlab(page_head)) {
 115                                 if (PageTail(page)) {
 116                                         if (put_page_testzero(page_head))
 117                                                 VM_BUG_ON(1);
 118
 119                                         atomic_dec(&page->_mapcount);
 120                                         goto skip_lock_tail;
 121                                 } else
 122                                         goto skip_lock;
 123                         }
 124                         /*
 125                          * page_head wasn't a dangling pointer but it
 126                          * may not be a head page anymore by the time
 127                          * we obtain the lock. That is ok as long as it
 128                          * can't be freed from under us.
 129                          */
 130                         flags = compound_lock_irqsave(page_head);
 131                         if (unlikely(!PageTail(page))) {
 132                                 /* __split_huge_page_refcount run before us */
 133                                 compound_unlock_irqrestore(page_head, flags);
 134 skip_lock:
 135                                 if (put_page_testzero(page_head))
 136                                         __put_single_page(page_head);
 137 out_put_single:
 138                                 if (put_page_testzero(page))
 139                                         __put_single_page(page);
 140                                 return;
 141                         }
 142                         VM_BUG_ON(page_head != page->first_page);
 143                         /*
 144                          * We can release the refcount taken by
 145                          * get_page_unless_zero() now that
 146                          * __split_huge_page_refcount() is blocked on
 147                          * the compound_lock.
 148                          */
 149                         if (put_page_testzero(page_head))
 150                                 VM_BUG_ON(1);
 151                         /* __split_huge_page_refcount will wait now */
 152                         VM_BUG_ON(page_mapcount(page) <= 0);
 153                         atomic_dec(&page->_mapcount);
 154                         VM_BUG_ON(atomic_read(&page_head->_count) <= 0);
 155                         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) != 0);
 156                         compound_unlock_irqrestore(page_head, flags);
 157
 158 skip_lock_tail:
 159                         if (put_page_testzero(page_head)) {
 160                                 if (PageHead(page_head))
 161                                         __put_compound_page(page_head);
 162                                 else
 163                                         __put_single_page(page_head);
 164                         }
 165                 } else {
 166                         /* page_head is a dangling pointer */
 167                         VM_BUG_ON(PageTail(page));
 168                         goto out_put_single;
 169                 }
 170         } else if (put_page_testzero(page)) {
 171                 if (PageHead(page))
 172                         __put_compound_page(page);
 173                 else
 174                         __put_single_page(page);
 175         }
 176 }
 177
 178 void put_page(struct page *page)
 179 {
 180         if (unlikely(PageCompound(page)))
 181                 put_compound_page(page);
 182         else if (put_page_testzero(page))
 183                 __put_single_page(page);
 184 }
 185 EXPORT_SYMBOL(put_page);
 186
 187 /*
 188  * This function is exported but must not be called by anything other
 189  * than get_page(). It implements the slow path of get_page().
 190  */
 191 bool __get_page_tail(struct page *page)
 192 {
 193         /*
 194          * This takes care of get_page() if run on a tail page
 195          * returned by one of the get_user_pages/follow_page variants.
 196          * get_user_pages/follow_page itself doesn't need the compound
 197          * lock because it runs __get_page_tail_foll() under the
 198          * proper PT lock that already serializes against
 199          * split_huge_page().
 200          */
 201         bool got = false;
 202         struct page *page_head;
 203
 204         /*
 205          * If this is a hugetlbfs page it cannot be split under us.  Simply
 206          * increment refcount for the head page.
 207          */
 208         if (PageHuge(page)) {
 209                 page_head = compound_head(page);
 210                 atomic_inc(&page_head->_count);
 211                 got = true;
 212         } else {
 213                 unsigned long flags;
 214
 215                 page_head = compound_trans_head(page);
 216                 if (likely(page != page_head &&
 217                                         get_page_unless_zero(page_head))) {
 218
 219                         /* Ref to put_compound_page() comment. */
 220                         if (PageSlab(page_head)) {
 221                                 if (likely(PageTail(page))) {
 222                                         __get_page_tail_foll(page, false);
 223                                         return true;
 224                                 } else {
 225                                         put_page(page_head);
 226                                         return false;
 227                                 }
 228                         }
 229
 230                         /*
 231                          * page_head wasn't a dangling pointer but it
 232                          * may not be a head page anymore by the time
 233                          * we obtain the lock. That is ok as long as it
 234                          * can't be freed from under us.
 235                          */
 236                         flags = compound_lock_irqsave(page_head);
 237                         /* here __split_huge_page_refcount won't run anymore */
 238                         if (likely(PageTail(page))) {
 239                                 __get_page_tail_foll(page, false);
 240                                 got = true;
 241                         }
 242                         compound_unlock_irqrestore(page_head, flags);
 243                         if (unlikely(!got))
 244                                 put_page(page_head);
 245                 }
 246         }
 247         return got;
 248 }
 249 EXPORT_SYMBOL(__get_page_tail);
 250
 251 /**
 252  * put_pages_list() - release a list of pages
 253  * @pages: list of pages threaded on page->lru
 254  *
 255  * Release a list of pages which are strung together on page.lru.  Currently
 256  * used by read_cache_pages() and related error recovery code.
 257  */
 258 void put_pages_list(struct list_head *pages)
 259 {
 260         while (!list_empty(pages)) {
 261                 struct page *victim;
 262
 263                 victim = list_entry(pages->prev, struct page, lru);
 264                 list_del(&victim->lru);
 265                 page_cache_release(victim);
 266         }
 267 }
 268 EXPORT_SYMBOL(put_pages_list);
 269
 270 /*
 271  * get_kernel_pages() - pin kernel pages in memory
 272  * @kiov:       An array of struct kvec structures
 273  * @nr_segs:    number of segments to pin
 274  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
 275  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
 276  *              Should be at least nr_segs long.
 277  *
 278  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
 279  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
 280  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
 281  * with a put_page() call when it is finished with.
 282  */
 283 int get_kernel_pages(const struct kvec *kiov, int nr_segs, int write,
 284                 struct page **pages)
 285 {
 286         int seg;
 287
 288         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
 289                 if (WARN_ON(kiov[seg].iov_len != PAGE_SIZE))
 290                         return seg;
 291
 292                 pages[seg] = kmap_to_page(kiov[seg].iov_base);
 293                 page_cache_get(pages[seg]);
 294         }
 295
 296         return seg;
 297 }
 298 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_pages);
 299
 300 /*
 301  * get_kernel_page() - pin a kernel page in memory
 302  * @start:      starting kernel address
 303  * @write:      pinning for read/write, currently ignored
 304  * @pages:      array that receives pointer to the page pinned.
 305  *              Must be at least nr_segs long.
 306  *
 307  * Returns 1 if page is pinned. If the page was not pinned, returns
 308  * -errno. The page returned must be released with a put_page() call
 309  * when it is finished with.
 310  */
 311 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages)
 312 {
 313         const struct kvec kiov = {
 314                 .iov_base = (void *)start,
 315                 .iov_len = PAGE_SIZE
 316         };
 317
 318         return get_kernel_pages(&kiov, 1, write, pages);
 319 }
 320 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_kernel_page);
 321
 322 static void pagevec_lru_move_fn(struct pagevec *pvec,
 323         void (*move_fn)(struct page *page, struct lruvec *lruvec, void *arg),
 324         void *arg)
 325 {
 326         int i;
 327         struct zone *zone = NULL;
 328         struct lruvec *lruvec;
 329         unsigned long flags = 0;
 330
 331         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
 332                 struct page *page = pvec->pages[i];
 333                 struct zone *pagezone = page_zone(page);
 334
 335                 if (pagezone != zone) {
 336                         if (zone)
 337                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 338                         zone = pagezone;
 339                         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
 340                 }
 341
 342                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
 343                 (*move_fn)(page, lruvec, arg);
 344         }
 345         if (zone)
 346                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 347         release_pages(pvec->pages, pvec->nr, pvec->cold);
 348         pagevec_reinit(pvec);
 349 }
 350
 351 static void pagevec_move_tail_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 352                                  void *arg)
 353 {
 354         int *pgmoved = arg;
 355
 356         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 357                 enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
 358                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
 359                 (*pgmoved)++;
 360         }
 361 }
 362
 363 /*
 364  * pagevec_move_tail() must be called with IRQ disabled.
 365  * Otherwise this may cause nasty races.
 366  */
 367 static void pagevec_move_tail(struct pagevec *pvec)
 368 {
 369         int pgmoved = 0;
 370
 371         pagevec_lru_move_fn(pvec, pagevec_move_tail_fn, &pgmoved);
 372         __count_vm_events(PGROTATED, pgmoved);
 373 }
 374
 375 /*
 376  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
 377  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
 378  * inactive list.
 379  */
 380 void rotate_reclaimable_page(struct page *page)
 381 {
 382         if (!PageLocked(page) && !PageDirty(page) && !PageActive(page) &&
 383             !PageUnevictable(page) && PageLRU(page)) {
 384                 struct pagevec *pvec;
 385                 unsigned long flags;
 386
 387                 page_cache_get(page);
 388                 local_irq_save(flags);
 389                 pvec = &__get_cpu_var(lru_rotate_pvecs);
 390                 if (!pagevec_add(pvec, page))
 391                         pagevec_move_tail(pvec);
 392                 local_irq_restore(flags);
 393         }
 394 }
 395
 396 static void update_page_reclaim_stat(struct lruvec *lruvec,
 397                                      int file, int rotated)
 398 {
 399         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
 400
 401         reclaim_stat->recent_scanned[file]++;
 402         if (rotated)
 403                 reclaim_stat->recent_rotated[file]++;
 404 }
 405
 406 static void __activate_page(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 407                             void *arg)
 408 {
 409         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 410                 int file = page_is_file_cache(page);
 411                 int lru = page_lru_base_type(page);
 412
 413                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
 414                 SetPageActive(page);
 415                 lru += LRU_ACTIVE;
 416                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 417                 trace_mm_lru_activate(page, page_to_pfn(page));
 418
 419                 __count_vm_event(PGACTIVATE);
 420                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 1);
 421         }
 422 }
 423
 424 #ifdef CONFIG_SMP
 425 static DEFINE_PER_CPU(struct pagevec, activate_page_pvecs);
 426
 427 static void activate_page_drain(int cpu)
 428 {
 429         struct pagevec *pvec = &per_cpu(activate_page_pvecs, cpu);
 430
 431         if (pagevec_count(pvec))
 432                 pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
 433 }
 434
 435 void activate_page(struct page *page)
 436 {
 437         if (PageLRU(page) && !PageActive(page) && !PageUnevictable(page)) {
 438                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(activate_page_pvecs);
 439
 440                 page_cache_get(page);
 441                 if (!pagevec_add(pvec, page))
 442                         pagevec_lru_move_fn(pvec, __activate_page, NULL);
 443                 put_cpu_var(activate_page_pvecs);
 444         }
 445 }
 446
 447 #else
 448 static inline void activate_page_drain(int cpu)
 449 {
 450 }
 451
 452 void activate_page(struct page *page)
 453 {
 454         struct zone *zone = page_zone(page);
 455
 456         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 457         __activate_page(page, mem_cgroup_page_lruvec(page, zone), NULL);
 458         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 459 }
 460 #endif
 461
 462 static void __lru_cache_activate_page(struct page *page)
 463 {
 464         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
 465         int i;
 466
 467         /*
 468          * Search backwards on the optimistic assumption that the page being
 469          * activated has just been added to this pagevec. Note that only
 470          * the local pagevec is examined as a !PageLRU page could be in the
 471          * process of being released, reclaimed, migrated or on a remote
 472          * pagevec that is currently being drained. Furthermore, marking
 473          * a remote pagevec's page PageActive potentially hits a race where
 474          * a page is marked PageActive just after it is added to the inactive
 475          * list causing accounting errors and BUG_ON checks to trigger.
 476          */
 477         for (i = pagevec_count(pvec) - 1; i >= 0; i--) {
 478                 struct page *pagevec_page = pvec->pages[i];
 479
 480                 if (pagevec_page == page) {
 481                         SetPageActive(page);
 482                         break;
 483                 }
 484         }
 485
 486         put_cpu_var(lru_add_pvec);
 487 }
 488
 489 /*
 490  * Mark a page as having seen activity.
 491  *
 492  * inactive,unreferenced        ->      inactive,referenced
 493  * inactive,referenced          ->      active,unreferenced
 494  * active,unreferenced          ->      active,referenced
 495  */
 496 void mark_page_accessed(struct page *page)
 497 {
 498         if (!PageActive(page) && !PageUnevictable(page) &&
 499                         PageReferenced(page)) {
 500
 501                 /*
 502                  * If the page is on the LRU, queue it for activation via
 503                  * activate_page_pvecs. Otherwise, assume the page is on a
 504                  * pagevec, mark it active and it'll be moved to the active
 505                  * LRU on the next drain.
 506                  */
 507                 if (PageLRU(page))
 508                         activate_page(page);
 509                 else
 510                         __lru_cache_activate_page(page);
 511                 ClearPageReferenced(page);
 512         } else if (!PageReferenced(page)) {
 513                 SetPageReferenced(page);
 514         }
 515 }
 516 EXPORT_SYMBOL(mark_page_accessed);
 517
 518 /*
 519  * Queue the page for addition to the LRU via pagevec. The decision on whether
 520  * to add the page to the [in]active [file|anon] list is deferred until the
 521  * pagevec is drained. This gives a chance for the caller of __lru_cache_add()
 522  * have the page added to the active list using mark_page_accessed().
 523  */
 524 void __lru_cache_add(struct page *page)
 525 {
 526         struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_add_pvec);
 527
 528         page_cache_get(page);
 529         if (!pagevec_space(pvec))
 530                 __pagevec_lru_add(pvec);
 531         pagevec_add(pvec, page);
 532         put_cpu_var(lru_add_pvec);
 533 }
 534 EXPORT_SYMBOL(__lru_cache_add);
 535
 536 /**
 537  * lru_cache_add - add a page to a page list
 538  * @page: the page to be added to the LRU.
 539  */
 540 void lru_cache_add(struct page *page)
 541 {
 542         VM_BUG_ON(PageActive(page) && PageUnevictable(page));
 543         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
 544         __lru_cache_add(page);
 545 }
 546
 547 /**
 548  * add_page_to_unevictable_list - add a page to the unevictable list
 549  * @page:  the page to be added to the unevictable list
 550  *
 551  * Add page directly to its zone's unevictable list.  To avoid races with
 552  * tasks that might be making the page evictable, through eg. munlock,
 553  * munmap or exit, while it's not on the lru, we want to add the page
 554  * while it's locked or otherwise "invisible" to other tasks.  This is
 555  * difficult to do when using the pagevec cache, so bypass that.
 556  */
 557 void add_page_to_unevictable_list(struct page *page)
 558 {
 559         struct zone *zone = page_zone(page);
 560         struct lruvec *lruvec;
 561
 562         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
 563         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
 564         ClearPageActive(page);
 565         SetPageUnevictable(page);
 566         SetPageLRU(page);
 567         add_page_to_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
 568         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
 569 }
 570
 571 /*
 572  * If the page can not be invalidated, it is moved to the
 573  * inactive list to speed up its reclaim.  It is moved to the
 574  * head of the list, rather than the tail, to give the flusher
 575  * threads some time to write it out, as this is much more
 576  * effective than the single-page writeout from reclaim.
 577  *
 578  * If the page isn't page_mapped and dirty/writeback, the page
 579  * could reclaim asap using PG_reclaim.
 580  *
 581  * 1. active, mapped page -> none
 582  * 2. active, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
 583  * 3. inactive, mapped page -> none
 584  * 4. inactive, dirty/writeback page -> inactive, head, PG_reclaim
 585  * 5. inactive, clean -> inactive, tail
 586  * 6. Others -> none
 587  *
 588  * In 4, why it moves inactive's head, the VM expects the page would
 589  * be write it out by flusher threads as this is much more effective
 590  * than the single-page writeout from reclaim.
 591  */
 592 static void lru_deactivate_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 593                               void *arg)
 594 {
 595         int lru, file;
 596         bool active;
 597
 598         if (!PageLRU(page))
 599                 return;
 600
 601         if (PageUnevictable(page))
 602                 return;
 603
 604         /* Some processes are using the page */
 605         if (page_mapped(page))
 606                 return;
 607
 608         active = PageActive(page);
 609         file = page_is_file_cache(page);
 610         lru = page_lru_base_type(page);
 611
 612         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru + active);
 613         ClearPageActive(page);
 614         ClearPageReferenced(page);
 615         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 616
 617         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page)) {
 618                 /*
 619                  * PG_reclaim could be raced with end_page_writeback
 620                  * It can make readahead confusing.  But race window
 621                  * is _really_ small and  it's non-critical problem.
 622                  */
 623                 SetPageReclaim(page);
 624         } else {
 625                 /*
 626                  * The page's writeback ends up during pagevec
 627                  * We moves tha page into tail of inactive.
 628                  */
 629                 list_move_tail(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
 630                 __count_vm_event(PGROTATED);
 631         }
 632
 633         if (active)
 634                 __count_vm_event(PGDEACTIVATE);
 635         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, 0);
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Drain pages out of the cpu's pagevecs.
 640  * Either "cpu" is the current CPU, and preemption has already been
 641  * disabled; or "cpu" is being hot-unplugged, and is already dead.
 642  */
 643 void lru_add_drain_cpu(int cpu)
 644 {
 645         struct pagevec *pvec = &per_cpu(lru_add_pvec, cpu);
 646
 647         if (pagevec_count(pvec))
 648                 __pagevec_lru_add(pvec);
 649
 650         pvec = &per_cpu(lru_rotate_pvecs, cpu);
 651         if (pagevec_count(pvec)) {
 652                 unsigned long flags;
 653
 654                 /* No harm done if a racing interrupt already did this */
 655                 local_irq_save(flags);
 656                 pagevec_move_tail(pvec);
 657                 local_irq_restore(flags);
 658         }
 659
 660         pvec = &per_cpu(lru_deactivate_pvecs, cpu);
 661         if (pagevec_count(pvec))
 662                 pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_fn, NULL);
 663
 664         activate_page_drain(cpu);
 665 }
 666
 667 /**
 668  * deactivate_page - forcefully deactivate a page
 669  * @page: page to deactivate
 670  *
 671  * This function hints the VM that @page is a good reclaim candidate,
 672  * for example if its invalidation fails due to the page being dirty
 673  * or under writeback.
 674  */
 675 void deactivate_page(struct page *page)
 676 {
 677         /*
 678          * In a workload with many unevictable page such as mprotect, unevictable
 679          * page deactivation for accelerating reclaim is pointless.
 680          */
 681         if (PageUnevictable(page))
 682                 return;
 683
 684         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
 685                 struct pagevec *pvec = &get_cpu_var(lru_deactivate_pvecs);
 686
 687                 if (!pagevec_add(pvec, page))
 688                         pagevec_lru_move_fn(pvec, lru_deactivate_fn, NULL);
 689                 put_cpu_var(lru_deactivate_pvecs);
 690         }
 691 }
 692
 693 void lru_add_drain(void)
 694 {
 695         lru_add_drain_cpu(get_cpu());
 696         put_cpu();
 697 }
 698
 699 static void lru_add_drain_per_cpu(struct work_struct *dummy)
 700 {
 701         lru_add_drain();
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Returns 0 for success
 706  */
 707 int lru_add_drain_all(void)
 708 {
 709         return schedule_on_each_cpu(lru_add_drain_per_cpu);
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Batched page_cache_release().  Decrement the reference count on all the
 714  * passed pages.  If it fell to zero then remove the page from the LRU and
 715  * free it.
 716  *
 717  * Avoid taking zone->lru_lock if possible, but if it is taken, retain it
 718  * for the remainder of the operation.
 719  *
 720  * The locking in this function is against shrink_inactive_list(): we recheck
 721  * the page count inside the lock to see whether shrink_inactive_list()
 722  * grabbed the page via the LRU.  If it did, give up: shrink_inactive_list()
 723  * will free it.
 724  */
 725 void release_pages(struct page **pages, int nr, int cold)
 726 {
 727         int i;
 728         LIST_HEAD(pages_to_free);
 729         struct zone *zone = NULL;
 730         struct lruvec *lruvec;
 731         unsigned long uninitialized_var(flags);
 732
 733         for (i = 0; i < nr; i++) {
 734                 struct page *page = pages[i];
 735
 736                 if (unlikely(PageCompound(page))) {
 737                         if (zone) {
 738                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 739                                 zone = NULL;
 740                         }
 741                         put_compound_page(page);
 742                         continue;
 743                 }
 744
 745                 if (!put_page_testzero(page))
 746                         continue;
 747
 748                 if (PageLRU(page)) {
 749                         struct zone *pagezone = page_zone(page);
 750
 751                         if (pagezone != zone) {
 752                                 if (zone)
 753                                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock,
 754                                                                         flags);
 755                                 zone = pagezone;
 756                                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
 757                         }
 758
 759                         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
 760                         VM_BUG_ON(!PageLRU(page));
 761                         __ClearPageLRU(page);
 762                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_off_lru(page));
 763                 }
 764
 765                 /* Clear Active bit in case of parallel mark_page_accessed */
 766                 ClearPageActive(page);
 767
 768                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
 769         }
 770         if (zone)
 771                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
 772
 773         free_hot_cold_page_list(&pages_to_free, cold);
 774 }
 775 EXPORT_SYMBOL(release_pages);
 776
 777 /*
 778  * The pages which we're about to release may be in the deferred lru-addition
 779  * queues.  That would prevent them from really being freed right now.  That's
 780  * OK from a correctness point of view but is inefficient - those pages may be
 781  * cache-warm and we want to give them back to the page allocator ASAP.
 782  *
 783  * So __pagevec_release() will drain those queues here.  __pagevec_lru_add()
 784  * and __pagevec_lru_add_active() call release_pages() directly to avoid
 785  * mutual recursion.
 786  */
 787 void __pagevec_release(struct pagevec *pvec)
 788 {
 789         lru_add_drain();
 790         release_pages(pvec->pages, pagevec_count(pvec), pvec->cold);
 791         pagevec_reinit(pvec);
 792 }
 793 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_release);
 794
 795 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 796 /* used by __split_huge_page_refcount() */
 797 void lru_add_page_tail(struct page *page, struct page *page_tail,
 798                        struct lruvec *lruvec, struct list_head *list)
 799 {
 800         const int file = 0;
 801
 802         VM_BUG_ON(!PageHead(page));
 803         VM_BUG_ON(PageCompound(page_tail));
 804         VM_BUG_ON(PageLRU(page_tail));
 805         VM_BUG_ON(NR_CPUS != 1 &&
 806                   !spin_is_locked(&lruvec_zone(lruvec)->lru_lock));
 807
 808         if (!list)
 809                 SetPageLRU(page_tail);
 810
 811         if (likely(PageLRU(page)))
 812                 list_add_tail(&page_tail->lru, &page->lru);
 813         else if (list) {
 814                 /* page reclaim is reclaiming a huge page */
 815                 get_page(page_tail);
 816                 list_add_tail(&page_tail->lru, list);
 817         } else {
 818                 struct list_head *list_head;
 819                 /*
 820                  * Head page has not yet been counted, as an hpage,
 821                  * so we must account for each subpage individually.
 822                  *
 823                  * Use the standard add function to put page_tail on the list,
 824                  * but then correct its position so they all end up in order.
 825                  */
 826                 add_page_to_lru_list(page_tail, lruvec, page_lru(page_tail));
 827                 list_head = page_tail->lru.prev;
 828                 list_move_tail(&page_tail->lru, list_head);
 829         }
 830
 831         if (!PageUnevictable(page))
 832                 update_page_reclaim_stat(lruvec, file, PageActive(page_tail));
 833 }
 834 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 835
 836 static void __pagevec_lru_add_fn(struct page *page, struct lruvec *lruvec,
 837                                  void *arg)
 838 {
 839         int file = page_is_file_cache(page);
 840         int active = PageActive(page);
 841         enum lru_list lru = page_lru(page);
 842
 843         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
 844
 845         SetPageLRU(page);
 846         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
 847         update_page_reclaim_stat(lruvec, file, active);
 848         trace_mm_lru_insertion(page, page_to_pfn(page), lru, trace_pagemap_flags(page));
 849 }
 850
 851 /*
 852  * Add the passed pages to the LRU, then drop the caller's refcount
 853  * on them.  Reinitialises the caller's pagevec.
 854  */
 855 void __pagevec_lru_add(struct pagevec *pvec)
 856 {
 857         pagevec_lru_move_fn(pvec, __pagevec_lru_add_fn, NULL);
 858 }
 859 EXPORT_SYMBOL(__pagevec_lru_add);
 860
 861 /**
 862  * pagevec_lookup - gang pagecache lookup
 863  * @pvec:       Where the resulting pages are placed
 864  * @mapping:    The address_space to search
 865  * @start:      The starting page index
 866  * @nr_pages:   The maximum number of pages
 867  *
 868  * pagevec_lookup() will search for and return a group of up to @nr_pages pages
 869  * in the mapping.  The pages are placed in @pvec.  pagevec_lookup() takes a
 870  * reference against the pages in @pvec.
 871  *
 872  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
 873  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
 874  *
 875  * pagevec_lookup() returns the number of pages which were found.
 876  */
 877 unsigned pagevec_lookup(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
 878                 pgoff_t start, unsigned nr_pages)
 879 {
 880         pvec->nr = find_get_pages(mapping, start, nr_pages, pvec->pages);
 881         return pagevec_count(pvec);
 882 }
 883 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup);
 884
 885 unsigned pagevec_lookup_tag(struct pagevec *pvec, struct address_space *mapping,
 886                 pgoff_t *index, int tag, unsigned nr_pages)
 887 {
 888         pvec->nr = find_get_pages_tag(mapping, index, tag,
 889                                         nr_pages, pvec->pages);
 890         return pagevec_count(pvec);
 891 }
 892 EXPORT_SYMBOL(pagevec_lookup_tag);
 893
 894 /*
 895  * Perform any setup for the swap system
 896  */
 897 void __init swap_setup(void)
 898 {
 899         unsigned long megs = totalram_pages >> (20 - PAGE_SHIFT);
 900 #ifdef CONFIG_SWAP
 901         int i;
 902
 903         bdi_init(swapper_spaces[0].backing_dev_info);
 904         for (i = 0; i < MAX_SWAPFILES; i++) {
 905                 spin_lock_init(&swapper_spaces[i].tree_lock);
 906                 INIT_LIST_HEAD(&swapper_spaces[i].i_mmap_nonlinear);
 907         }
 908 #endif
 909
 910         /* Use a smaller cluster for small-memory machines */
 911         if (megs < 16)
 912                 page_cluster = 2;
 913         else
 914                 page_cluster = 3;
 915         /*
 916          * Right now other parts of the system means that we
 917          * _really_ don't want to cluster much more
 918          */
 919 }