Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * linux/mm/swap_state.c
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994 Linus Torvalds
5 : : * Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
6 : : *
7 : : * Rewritten to use page cache, (C) 1998 Stephen Tweedie
8 : : */
9 : : #include <linux/mm.h>
10 : : #include <linux/gfp.h>
11 : : #include <linux/kernel_stat.h>
12 : : #include <linux/swap.h>
13 : : #include <linux/swapops.h>
14 : : #include <linux/init.h>
15 : : #include <linux/pagemap.h>
16 : : #include <linux/backing-dev.h>
17 : : #include <linux/blkdev.h>
18 : : #include <linux/pagevec.h>
19 : : #include <linux/migrate.h>
20 : : #include <linux/page_cgroup.h>
21 : :
22 : : #include <asm/pgtable.h>
23 : :
24 : : /*
25 : : * swapper_space is a fiction, retained to simplify the path through
26 : : * vmscan's shrink_page_list.
27 : : */
28 : : static const struct address_space_operations swap_aops = {
29 : : .writepage = swap_writepage,
30 : : .set_page_dirty = swap_set_page_dirty,
31 : : .migratepage = migrate_page,
32 : : };
33 : :
34 : : static struct backing_dev_info swap_backing_dev_info = {
35 : : .name = "swap",
36 : : .capabilities = BDI_CAP_NO_ACCT_AND_WRITEBACK | BDI_CAP_SWAP_BACKED,
37 : : };
38 : :
39 : : struct address_space swapper_spaces[MAX_SWAPFILES] = {
40 : : [0 ... MAX_SWAPFILES - 1] = {
41 : : .page_tree = RADIX_TREE_INIT(GFP_ATOMIC|__GFP_NOWARN),
42 : : .a_ops = &swap_aops,
43 : : .backing_dev_info = &swap_backing_dev_info,
44 : : }
45 : : };
46 : :
47 : : #define INC_CACHE_INFO(x) do { swap_cache_info.x++; } while (0)
48 : :
49 : : static struct {
50 : : unsigned long add_total;
51 : : unsigned long del_total;
52 : : unsigned long find_success;
53 : : unsigned long find_total;
54 : : } swap_cache_info;
55 : :
56 : 0 : unsigned long total_swapcache_pages(void)
57 : : {
58 : : int i;
59 : : unsigned long ret = 0;
60 : :
61 [ + + ][ + + ]: 622883 : for (i = 0; i < MAX_SWAPFILES; i++)
62 : 602790 : ret += swapper_spaces[i].nrpages;
63 : 20090 : return ret;
64 : : }
65 : :
66 : 3 : void show_swap_cache_info(void)
67 : : {
68 : 3 : printk("%lu pages in swap cache\n", total_swapcache_pages());
69 : 3 : printk("Swap cache stats: add %lu, delete %lu, find %lu/%lu\n",
70 : : swap_cache_info.add_total, swap_cache_info.del_total,
71 : : swap_cache_info.find_success, swap_cache_info.find_total);
72 : 3 : printk("Free swap = %ldkB\n",
73 : : get_nr_swap_pages() << (PAGE_SHIFT - 10));
74 : 3 : printk("Total swap = %lukB\n", total_swap_pages << (PAGE_SHIFT - 10));
75 : 3 : }
76 : :
77 : : /*
78 : : * __add_to_swap_cache resembles add_to_page_cache_locked on swapper_space,
79 : : * but sets SwapCache flag and private instead of mapping and index.
80 : : */
81 : 0 : int __add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry)
82 : : {
83 : : int error;
84 : : struct address_space *address_space;
85 : :
86 : : VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
87 : : VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
88 : : VM_BUG_ON(!PageSwapBacked(page));
89 : :
90 : : page_cache_get(page);
91 : : SetPageSwapCache(page);
92 : 0 : set_page_private(page, entry.val);
93 : :
94 : 0 : address_space = swap_address_space(entry);
95 : : spin_lock_irq(&address_space->tree_lock);
96 : 0 : error = radix_tree_insert(&address_space->page_tree,
97 : : entry.val, page);
98 [ # # ]: 0 : if (likely(!error)) {
99 : 0 : address_space->nrpages++;
100 : 0 : __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
101 : 0 : INC_CACHE_INFO(add_total);
102 : : }
103 : : spin_unlock_irq(&address_space->tree_lock);
104 : :
105 [ # # ]: 0 : if (unlikely(error)) {
106 : : /*
107 : : * Only the context which have set SWAP_HAS_CACHE flag
108 : : * would call add_to_swap_cache().
109 : : * So add_to_swap_cache() doesn't returns -EEXIST.
110 : : */
111 : : VM_BUG_ON(error == -EEXIST);
112 : 0 : set_page_private(page, 0UL);
113 : : ClearPageSwapCache(page);
114 : 0 : page_cache_release(page);
115 : : }
116 : :
117 : 0 : return error;
118 : : }
119 : :
120 : :
121 : 0 : int add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask)
122 : : {
123 : : int error;
124 : :
125 : 0 : error = radix_tree_maybe_preload(gfp_mask);
126 [ # # ]: 0 : if (!error) {
127 : 0 : error = __add_to_swap_cache(page, entry);
128 : : radix_tree_preload_end();
129 : : }
130 : 0 : return error;
131 : : }
132 : :
133 : : /*
134 : : * This must be called only on pages that have
135 : : * been verified to be in the swap cache.
136 : : */
137 : 0 : void __delete_from_swap_cache(struct page *page)
138 : : {
139 : : swp_entry_t entry;
140 : : struct address_space *address_space;
141 : :
142 : : VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
143 : : VM_BUG_ON(!PageSwapCache(page));
144 : : VM_BUG_ON(PageWriteback(page));
145 : :
146 : 0 : entry.val = page_private(page);
147 : 0 : address_space = swap_address_space(entry);
148 : 0 : radix_tree_delete(&address_space->page_tree, page_private(page));
149 : 0 : set_page_private(page, 0);
150 : : ClearPageSwapCache(page);
151 : 0 : address_space->nrpages--;
152 : 0 : __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
153 : 0 : INC_CACHE_INFO(del_total);
154 : 0 : }
155 : :
156 : : /**
157 : : * add_to_swap - allocate swap space for a page
158 : : * @page: page we want to move to swap
159 : : *
160 : : * Allocate swap space for the page and add the page to the
161 : : * swap cache. Caller needs to hold the page lock.
162 : : */
163 : 0 : int add_to_swap(struct page *page, struct list_head *list)
164 : : {
165 : : swp_entry_t entry;
166 : : int err;
167 : :
168 : : VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
169 : : VM_BUG_ON(!PageUptodate(page));
170 : :
171 : 0 : entry = get_swap_page();
172 [ # # ]: 0 : if (!entry.val)
173 : : return 0;
174 : :
175 : : if (unlikely(PageTransHuge(page)))
176 : : if (unlikely(split_huge_page_to_list(page, list))) {
177 : : swapcache_free(entry, NULL);
178 : : return 0;
179 : : }
180 : :
181 : : /*
182 : : * Radix-tree node allocations from PF_MEMALLOC contexts could
183 : : * completely exhaust the page allocator. __GFP_NOMEMALLOC
184 : : * stops emergency reserves from being allocated.
185 : : *
186 : : * TODO: this could cause a theoretical memory reclaim
187 : : * deadlock in the swap out path.
188 : : */
189 : : /*
190 : : * Add it to the swap cache and mark it dirty
191 : : */
192 : 0 : err = add_to_swap_cache(page, entry,
193 : : __GFP_HIGH|__GFP_NOMEMALLOC|__GFP_NOWARN);
194 : :
195 [ # # ]: 0 : if (!err) { /* Success */
196 : : SetPageDirty(page);
197 : 0 : return 1;
198 : : } else { /* -ENOMEM radix-tree allocation failure */
199 : : /*
200 : : * add_to_swap_cache() doesn't return -EEXIST, so we can safely
201 : : * clear SWAP_HAS_CACHE flag.
202 : : */
203 : 0 : swapcache_free(entry, NULL);
204 : 0 : return 0;
205 : : }
206 : : }
207 : :
208 : : /*
209 : : * This must be called only on pages that have
210 : : * been verified to be in the swap cache and locked.
211 : : * It will never put the page into the free list,
212 : : * the caller has a reference on the page.
213 : : */
214 : 0 : void delete_from_swap_cache(struct page *page)
215 : : {
216 : : swp_entry_t entry;
217 : : struct address_space *address_space;
218 : :
219 : 0 : entry.val = page_private(page);
220 : :
221 : 0 : address_space = swap_address_space(entry);
222 : : spin_lock_irq(&address_space->tree_lock);
223 : 0 : __delete_from_swap_cache(page);
224 : : spin_unlock_irq(&address_space->tree_lock);
225 : :
226 : 0 : swapcache_free(entry, page);
227 : 0 : page_cache_release(page);
228 : 0 : }
229 : :
230 : : /*
231 : : * If we are the only user, then try to free up the swap cache.
232 : : *
233 : : * Its ok to check for PageSwapCache without the page lock
234 : : * here because we are going to recheck again inside
235 : : * try_to_free_swap() _with_ the lock.
236 : : * - Marcelo
237 : : */
238 : : static inline void free_swap_cache(struct page *page)
239 : : {
240 [ - + ]: 87706743 : if (PageSwapCache(page) && !page_mapped(page) && trylock_page(page)) {
[ # # # # ]
[ # # ]
[ # # # # ]
241 : 0 : try_to_free_swap(page);
242 : 0 : unlock_page(page);
243 : : }
244 : : }
245 : :
246 : : /*
247 : : * Perform a free_page(), also freeing any swap cache associated with
248 : : * this page if it is the last user of the page.
249 : : */
250 : 0 : void free_page_and_swap_cache(struct page *page)
251 : : {
252 : : free_swap_cache(page);
253 : 0 : page_cache_release(page);
254 : 0 : }
255 : :
256 : : /*
257 : : * Passed an array of pages, drop them all from swapcache and then release
258 : : * them. They are removed from the LRU and freed if this is their last use.
259 : : */
260 : 0 : void free_pages_and_swap_cache(struct page **pages, int nr)
261 : : {
262 : : struct page **pagep = pages;
263 : :
264 : 2457288 : lru_add_drain();
265 [ + + ]: 12917857 : while (nr) {
266 : 8003315 : int todo = min(nr, PAGEVEC_SIZE);
267 : : int i;
268 : :
269 [ + + ]: 95709936 : for (i = 0; i < todo; i++)
270 : 87706743 : free_swap_cache(pagep[i]);
271 : 8003193 : release_pages(pagep, todo, 0);
272 : 8003298 : pagep += todo;
273 : 8003298 : nr -= todo;
274 : : }
275 : 2457254 : }
276 : :
277 : : /*
278 : : * Lookup a swap entry in the swap cache. A found page will be returned
279 : : * unlocked and with its refcount incremented - we rely on the kernel
280 : : * lock getting page table operations atomic even if we drop the page
281 : : * lock before returning.
282 : : */
283 : 0 : struct page * lookup_swap_cache(swp_entry_t entry)
284 : : {
285 : : struct page *page;
286 : :
287 : 0 : page = find_get_page(swap_address_space(entry), entry.val);
288 : :
289 [ # # ]: 0 : if (page)
290 : 0 : INC_CACHE_INFO(find_success);
291 : :
292 : 0 : INC_CACHE_INFO(find_total);
293 : 0 : return page;
294 : : }
295 : :
296 : : /*
297 : : * Locate a page of swap in physical memory, reserving swap cache space
298 : : * and reading the disk if it is not already cached.
299 : : * A failure return means that either the page allocation failed or that
300 : : * the swap entry is no longer in use.
301 : : */
302 : 0 : struct page *read_swap_cache_async(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
303 : : struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
304 : : {
305 : : struct page *found_page, *new_page = NULL;
306 : : int err;
307 : :
308 : : do {
309 : : /*
310 : : * First check the swap cache. Since this is normally
311 : : * called after lookup_swap_cache() failed, re-calling
312 : : * that would confuse statistics.
313 : : */
314 : 0 : found_page = find_get_page(swap_address_space(entry),
315 : : entry.val);
316 [ # # ]: 0 : if (found_page)
317 : : break;
318 : :
319 : : /*
320 : : * Get a new page to read into from swap.
321 : : */
322 [ # # ]: 0 : if (!new_page) {
323 : : new_page = alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr);
324 [ # # ]: 0 : if (!new_page)
325 : : break; /* Out of memory */
326 : : }
327 : :
328 : : /*
329 : : * call radix_tree_preload() while we can wait.
330 : : */
331 : 0 : err = radix_tree_maybe_preload(gfp_mask & GFP_KERNEL);
332 [ # # ]: 0 : if (err)
333 : : break;
334 : :
335 : : /*
336 : : * Swap entry may have been freed since our caller observed it.
337 : : */
338 : 0 : err = swapcache_prepare(entry);
339 [ # # ]: 0 : if (err == -EEXIST) {
340 : : radix_tree_preload_end();
341 : : /*
342 : : * We might race against get_swap_page() and stumble
343 : : * across a SWAP_HAS_CACHE swap_map entry whose page
344 : : * has not been brought into the swapcache yet, while
345 : : * the other end is scheduled away waiting on discard
346 : : * I/O completion at scan_swap_map().
347 : : *
348 : : * In order to avoid turning this transitory state
349 : : * into a permanent loop around this -EEXIST case
350 : : * if !CONFIG_PREEMPT and the I/O completion happens
351 : : * to be waiting on the CPU waitqueue where we are now
352 : : * busy looping, we just conditionally invoke the
353 : : * scheduler here, if there are some more important
354 : : * tasks to run.
355 : : */
356 : 0 : cond_resched();
357 : 0 : continue;
358 : : }
359 [ # # ]: 0 : if (err) { /* swp entry is obsolete ? */
360 : : radix_tree_preload_end();
361 : : break;
362 : : }
363 : :
364 : : /* May fail (-ENOMEM) if radix-tree node allocation failed. */
365 : : __set_page_locked(new_page);
366 : : SetPageSwapBacked(new_page);
367 : 0 : err = __add_to_swap_cache(new_page, entry);
368 [ # # ]: 0 : if (likely(!err)) {
369 : : radix_tree_preload_end();
370 : : /*
371 : : * Initiate read into locked page and return.
372 : : */
373 : : lru_cache_add_anon(new_page);
374 : 0 : swap_readpage(new_page);
375 : 0 : return new_page;
376 : : }
377 : : radix_tree_preload_end();
378 : : ClearPageSwapBacked(new_page);
379 : : __clear_page_locked(new_page);
380 : : /*
381 : : * add_to_swap_cache() doesn't return -EEXIST, so we can safely
382 : : * clear SWAP_HAS_CACHE flag.
383 : : */
384 : 0 : swapcache_free(entry, NULL);
385 [ # # ]: 0 : } while (err != -ENOMEM);
386 : :
387 [ # # ]: 0 : if (new_page)
388 : 0 : page_cache_release(new_page);
389 : 0 : return found_page;
390 : : }
391 : :
392 : : /**
393 : : * swapin_readahead - swap in pages in hope we need them soon
394 : : * @entry: swap entry of this memory
395 : : * @gfp_mask: memory allocation flags
396 : : * @vma: user vma this address belongs to
397 : : * @addr: target address for mempolicy
398 : : *
399 : : * Returns the struct page for entry and addr, after queueing swapin.
400 : : *
401 : : * Primitive swap readahead code. We simply read an aligned block of
402 : : * (1 << page_cluster) entries in the swap area. This method is chosen
403 : : * because it doesn't cost us any seek time. We also make sure to queue
404 : : * the 'original' request together with the readahead ones...
405 : : *
406 : : * This has been extended to use the NUMA policies from the mm triggering
407 : : * the readahead.
408 : : *
409 : : * Caller must hold down_read on the vma->vm_mm if vma is not NULL.
410 : : */
411 : 0 : struct page *swapin_readahead(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
412 : : struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
413 : : {
414 : : struct page *page;
415 : : unsigned long offset = swp_offset(entry);
416 : : unsigned long start_offset, end_offset;
417 : 0 : unsigned long mask = (1UL << page_cluster) - 1;
418 : : struct blk_plug plug;
419 : :
420 : : /* Read a page_cluster sized and aligned cluster around offset. */
421 : 0 : start_offset = offset & ~mask;
422 : 0 : end_offset = offset | mask;
423 [ # # ]: 0 : if (!start_offset) /* First page is swap header. */
424 : 0 : start_offset++;
425 : :
426 : 0 : blk_start_plug(&plug);
427 [ # # ]: 0 : for (offset = start_offset; offset <= end_offset ; offset++) {
428 : : /* Ok, do the async read-ahead now */
429 : 0 : page = read_swap_cache_async(swp_entry(swp_type(entry), offset),
430 : : gfp_mask, vma, addr);
431 [ # # ]: 0 : if (!page)
432 : 0 : continue;
433 : 0 : page_cache_release(page);
434 : : }
435 : 0 : blk_finish_plug(&plug);
436 : :
437 : 0 : lru_add_drain(); /* Push any new pages onto the LRU now */
438 : 0 : return read_swap_cache_async(entry, gfp_mask, vma, addr);
439 : : }
|
