Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * linux/mm/swap_state.c
4 : : *
5 : : * Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994 Linus Torvalds
6 : : * Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
7 : : *
8 : : * Rewritten to use page cache, (C) 1998 Stephen Tweedie
9 : : */
10 : : #include <linux/mm.h>
11 : : #include <linux/gfp.h>
12 : : #include <linux/kernel_stat.h>
13 : : #include <linux/swap.h>
14 : : #include <linux/swapops.h>
15 : : #include <linux/init.h>
16 : : #include <linux/pagemap.h>
17 : : #include <linux/backing-dev.h>
18 : : #include <linux/blkdev.h>
19 : : #include <linux/pagevec.h>
20 : : #include <linux/migrate.h>
21 : : #include <linux/vmalloc.h>
22 : : #include <linux/swap_slots.h>
23 : : #include <linux/huge_mm.h>
24 : :
25 : : #include <asm/pgtable.h>
26 : : #include "internal.h"
27 : :
28 : : /*
29 : : * swapper_space is a fiction, retained to simplify the path through
30 : : * vmscan's shrink_page_list.
31 : : */
32 : : static const struct address_space_operations swap_aops = {
33 : : .writepage = swap_writepage,
34 : : .set_page_dirty = swap_set_page_dirty,
35 : : #ifdef CONFIG_MIGRATION
36 : : .migratepage = migrate_page,
37 : : #endif
38 : : };
39 : :
40 : : struct address_space *swapper_spaces[MAX_SWAPFILES] __read_mostly;
41 : : static unsigned int nr_swapper_spaces[MAX_SWAPFILES] __read_mostly;
42 : : static bool enable_vma_readahead __read_mostly = true;
43 : :
44 : : #define SWAP_RA_WIN_SHIFT (PAGE_SHIFT / 2)
45 : : #define SWAP_RA_HITS_MASK ((1UL << SWAP_RA_WIN_SHIFT) - 1)
46 : : #define SWAP_RA_HITS_MAX SWAP_RA_HITS_MASK
47 : : #define SWAP_RA_WIN_MASK (~PAGE_MASK & ~SWAP_RA_HITS_MASK)
48 : :
49 : : #define SWAP_RA_HITS(v) ((v) & SWAP_RA_HITS_MASK)
50 : : #define SWAP_RA_WIN(v) (((v) & SWAP_RA_WIN_MASK) >> SWAP_RA_WIN_SHIFT)
51 : : #define SWAP_RA_ADDR(v) ((v) & PAGE_MASK)
52 : :
53 : : #define SWAP_RA_VAL(addr, win, hits) \
54 : : (((addr) & PAGE_MASK) | \
55 : : (((win) << SWAP_RA_WIN_SHIFT) & SWAP_RA_WIN_MASK) | \
56 : : ((hits) & SWAP_RA_HITS_MASK))
57 : :
58 : : /* Initial readahead hits is 4 to start up with a small window */
59 : : #define GET_SWAP_RA_VAL(vma) \
60 : : (atomic_long_read(&(vma)->swap_readahead_info) ? : 4)
61 : :
62 : : #define INC_CACHE_INFO(x) do { swap_cache_info.x++; } while (0)
63 : : #define ADD_CACHE_INFO(x, nr) do { swap_cache_info.x += (nr); } while (0)
64 : :
65 : : static struct {
66 : : unsigned long add_total;
67 : : unsigned long del_total;
68 : : unsigned long find_success;
69 : : unsigned long find_total;
70 : : } swap_cache_info;
71 : :
72 : 3 : unsigned long total_swapcache_pages(void)
73 : : {
74 : : unsigned int i, j, nr;
75 : : unsigned long ret = 0;
76 : : struct address_space *spaces;
77 : : struct swap_info_struct *si;
78 : :
79 : 3 : for (i = 0; i < MAX_SWAPFILES; i++) {
80 : : swp_entry_t entry = swp_entry(i, 1);
81 : :
82 : : /* Avoid get_swap_device() to warn for bad swap entry */
83 : 3 : if (!swp_swap_info(entry))
84 : 3 : continue;
85 : : /* Prevent swapoff to free swapper_spaces */
86 : 0 : si = get_swap_device(entry);
87 : 0 : if (!si)
88 : 0 : continue;
89 : 0 : nr = nr_swapper_spaces[i];
90 : 0 : spaces = swapper_spaces[i];
91 : 0 : for (j = 0; j < nr; j++)
92 : 0 : ret += spaces[j].nrpages;
93 : : put_swap_device(si);
94 : : }
95 : 3 : return ret;
96 : : }
97 : :
98 : : static atomic_t swapin_readahead_hits = ATOMIC_INIT(4);
99 : :
100 : 0 : void show_swap_cache_info(void)
101 : : {
102 : 0 : printk("%lu pages in swap cache\n", total_swapcache_pages());
103 : 0 : printk("Swap cache stats: add %lu, delete %lu, find %lu/%lu\n",
104 : : swap_cache_info.add_total, swap_cache_info.del_total,
105 : : swap_cache_info.find_success, swap_cache_info.find_total);
106 : 0 : printk("Free swap = %ldkB\n",
107 : : get_nr_swap_pages() << (PAGE_SHIFT - 10));
108 : 0 : printk("Total swap = %lukB\n", total_swap_pages << (PAGE_SHIFT - 10));
109 : 0 : }
110 : :
111 : : /*
112 : : * add_to_swap_cache resembles add_to_page_cache_locked on swapper_space,
113 : : * but sets SwapCache flag and private instead of mapping and index.
114 : : */
115 : 0 : int add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry, gfp_t gfp)
116 : : {
117 : 0 : struct address_space *address_space = swap_address_space(entry);
118 : : pgoff_t idx = swp_offset(entry);
119 : 0 : XA_STATE_ORDER(xas, &address_space->i_pages, idx, compound_order(page));
120 : : unsigned long i, nr = compound_nr(page);
121 : :
122 : : VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
123 : : VM_BUG_ON_PAGE(PageSwapCache(page), page);
124 : : VM_BUG_ON_PAGE(!PageSwapBacked(page), page);
125 : :
126 : 0 : page_ref_add(page, nr);
127 : : SetPageSwapCache(page);
128 : :
129 : : do {
130 : 0 : xas_lock_irq(&xas);
131 : 0 : xas_create_range(&xas);
132 : 0 : if (xas_error(&xas))
133 : : goto unlock;
134 : 0 : for (i = 0; i < nr; i++) {
135 : : VM_BUG_ON_PAGE(xas.xa_index != idx + i, page);
136 : 0 : set_page_private(page + i, entry.val + i);
137 : 0 : xas_store(&xas, page);
138 : 0 : xas_next(&xas);
139 : : }
140 : 0 : address_space->nrpages += nr;
141 : 0 : __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FILE_PAGES, nr);
142 : 0 : ADD_CACHE_INFO(add_total, nr);
143 : : unlock:
144 : 0 : xas_unlock_irq(&xas);
145 : 0 : } while (xas_nomem(&xas, gfp));
146 : :
147 : 0 : if (!xas_error(&xas))
148 : : return 0;
149 : :
150 : : ClearPageSwapCache(page);
151 : : page_ref_sub(page, nr);
152 : 0 : return xas_error(&xas);
153 : : }
154 : :
155 : : /*
156 : : * This must be called only on pages that have
157 : : * been verified to be in the swap cache.
158 : : */
159 : 0 : void __delete_from_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry)
160 : : {
161 : 0 : struct address_space *address_space = swap_address_space(entry);
162 : : int i, nr = hpage_nr_pages(page);
163 : : pgoff_t idx = swp_offset(entry);
164 : 0 : XA_STATE(xas, &address_space->i_pages, idx);
165 : :
166 : : VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
167 : : VM_BUG_ON_PAGE(!PageSwapCache(page), page);
168 : : VM_BUG_ON_PAGE(PageWriteback(page), page);
169 : :
170 : 0 : for (i = 0; i < nr; i++) {
171 : 0 : void *entry = xas_store(&xas, NULL);
172 : : VM_BUG_ON_PAGE(entry != page, entry);
173 : 0 : set_page_private(page + i, 0);
174 : 0 : xas_next(&xas);
175 : : }
176 : : ClearPageSwapCache(page);
177 : 0 : address_space->nrpages -= nr;
178 : 0 : __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FILE_PAGES, -nr);
179 : 0 : ADD_CACHE_INFO(del_total, nr);
180 : 0 : }
181 : :
182 : : /**
183 : : * add_to_swap - allocate swap space for a page
184 : : * @page: page we want to move to swap
185 : : *
186 : : * Allocate swap space for the page and add the page to the
187 : : * swap cache. Caller needs to hold the page lock.
188 : : */
189 : 0 : int add_to_swap(struct page *page)
190 : : {
191 : : swp_entry_t entry;
192 : : int err;
193 : :
194 : : VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
195 : : VM_BUG_ON_PAGE(!PageUptodate(page), page);
196 : :
197 : 0 : entry = get_swap_page(page);
198 : 0 : if (!entry.val)
199 : : return 0;
200 : :
201 : : /*
202 : : * XArray node allocations from PF_MEMALLOC contexts could
203 : : * completely exhaust the page allocator. __GFP_NOMEMALLOC
204 : : * stops emergency reserves from being allocated.
205 : : *
206 : : * TODO: this could cause a theoretical memory reclaim
207 : : * deadlock in the swap out path.
208 : : */
209 : : /*
210 : : * Add it to the swap cache.
211 : : */
212 : 0 : err = add_to_swap_cache(page, entry,
213 : : __GFP_HIGH|__GFP_NOMEMALLOC|__GFP_NOWARN);
214 : 0 : if (err)
215 : : /*
216 : : * add_to_swap_cache() doesn't return -EEXIST, so we can safely
217 : : * clear SWAP_HAS_CACHE flag.
218 : : */
219 : : goto fail;
220 : : /*
221 : : * Normally the page will be dirtied in unmap because its pte should be
222 : : * dirty. A special case is MADV_FREE page. The page'e pte could have
223 : : * dirty bit cleared but the page's SwapBacked bit is still set because
224 : : * clearing the dirty bit and SwapBacked bit has no lock protected. For
225 : : * such page, unmap will not set dirty bit for it, so page reclaim will
226 : : * not write the page out. This can cause data corruption when the page
227 : : * is swap in later. Always setting the dirty bit for the page solves
228 : : * the problem.
229 : : */
230 : 0 : set_page_dirty(page);
231 : :
232 : 0 : return 1;
233 : :
234 : : fail:
235 : 0 : put_swap_page(page, entry);
236 : 0 : return 0;
237 : : }
238 : :
239 : : /*
240 : : * This must be called only on pages that have
241 : : * been verified to be in the swap cache and locked.
242 : : * It will never put the page into the free list,
243 : : * the caller has a reference on the page.
244 : : */
245 : 0 : void delete_from_swap_cache(struct page *page)
246 : : {
247 : 0 : swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
248 : 0 : struct address_space *address_space = swap_address_space(entry);
249 : :
250 : : xa_lock_irq(&address_space->i_pages);
251 : 0 : __delete_from_swap_cache(page, entry);
252 : : xa_unlock_irq(&address_space->i_pages);
253 : :
254 : 0 : put_swap_page(page, entry);
255 : : page_ref_sub(page, hpage_nr_pages(page));
256 : 0 : }
257 : :
258 : : /*
259 : : * If we are the only user, then try to free up the swap cache.
260 : : *
261 : : * Its ok to check for PageSwapCache without the page lock
262 : : * here because we are going to recheck again inside
263 : : * try_to_free_swap() _with_ the lock.
264 : : * - Marcelo
265 : : */
266 : 3 : static inline void free_swap_cache(struct page *page)
267 : : {
268 : 3 : if (PageSwapCache(page) && !page_mapped(page) && trylock_page(page)) {
269 : 0 : try_to_free_swap(page);
270 : 0 : unlock_page(page);
271 : : }
272 : 3 : }
273 : :
274 : : /*
275 : : * Perform a free_page(), also freeing any swap cache associated with
276 : : * this page if it is the last user of the page.
277 : : */
278 : 0 : void free_page_and_swap_cache(struct page *page)
279 : : {
280 : 0 : free_swap_cache(page);
281 : : if (!is_huge_zero_page(page))
282 : 0 : put_page(page);
283 : 0 : }
284 : :
285 : : /*
286 : : * Passed an array of pages, drop them all from swapcache and then release
287 : : * them. They are removed from the LRU and freed if this is their last use.
288 : : */
289 : 3 : void free_pages_and_swap_cache(struct page **pages, int nr)
290 : : {
291 : : struct page **pagep = pages;
292 : : int i;
293 : :
294 : 3 : lru_add_drain();
295 : 3 : for (i = 0; i < nr; i++)
296 : 3 : free_swap_cache(pagep[i]);
297 : 3 : release_pages(pagep, nr);
298 : 3 : }
299 : :
300 : : static inline bool swap_use_vma_readahead(void)
301 : : {
302 : 0 : return READ_ONCE(enable_vma_readahead) && !atomic_read(&nr_rotate_swap);
303 : : }
304 : :
305 : : /*
306 : : * Lookup a swap entry in the swap cache. A found page will be returned
307 : : * unlocked and with its refcount incremented - we rely on the kernel
308 : : * lock getting page table operations atomic even if we drop the page
309 : : * lock before returning.
310 : : */
311 : 0 : struct page *lookup_swap_cache(swp_entry_t entry, struct vm_area_struct *vma,
312 : : unsigned long addr)
313 : : {
314 : : struct page *page;
315 : : struct swap_info_struct *si;
316 : :
317 : 0 : si = get_swap_device(entry);
318 : 0 : if (!si)
319 : : return NULL;
320 : 0 : page = find_get_page(swap_address_space(entry), swp_offset(entry));
321 : : put_swap_device(si);
322 : :
323 : 0 : INC_CACHE_INFO(find_total);
324 : 0 : if (page) {
325 : : bool vma_ra = swap_use_vma_readahead();
326 : : bool readahead;
327 : :
328 : 0 : INC_CACHE_INFO(find_success);
329 : : /*
330 : : * At the moment, we don't support PG_readahead for anon THP
331 : : * so let's bail out rather than confusing the readahead stat.
332 : : */
333 : : if (unlikely(PageTransCompound(page)))
334 : : return page;
335 : :
336 : 0 : readahead = TestClearPageReadahead(page);
337 : 0 : if (vma && vma_ra) {
338 : : unsigned long ra_val;
339 : : int win, hits;
340 : :
341 : 0 : ra_val = GET_SWAP_RA_VAL(vma);
342 : 0 : win = SWAP_RA_WIN(ra_val);
343 : 0 : hits = SWAP_RA_HITS(ra_val);
344 : 0 : if (readahead)
345 : 0 : hits = min_t(int, hits + 1, SWAP_RA_HITS_MAX);
346 : : atomic_long_set(&vma->swap_readahead_info,
347 : 0 : SWAP_RA_VAL(addr, win, hits));
348 : : }
349 : :
350 : 0 : if (readahead) {
351 : : count_vm_event(SWAP_RA_HIT);
352 : 0 : if (!vma || !vma_ra)
353 : : atomic_inc(&swapin_readahead_hits);
354 : : }
355 : : }
356 : :
357 : 0 : return page;
358 : : }
359 : :
360 : 0 : struct page *__read_swap_cache_async(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
361 : : struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
362 : : bool *new_page_allocated)
363 : : {
364 : : struct page *found_page = NULL, *new_page = NULL;
365 : : struct swap_info_struct *si;
366 : : int err;
367 : 0 : *new_page_allocated = false;
368 : :
369 : : do {
370 : : /*
371 : : * First check the swap cache. Since this is normally
372 : : * called after lookup_swap_cache() failed, re-calling
373 : : * that would confuse statistics.
374 : : */
375 : 0 : si = get_swap_device(entry);
376 : 0 : if (!si)
377 : : break;
378 : 0 : found_page = find_get_page(swap_address_space(entry),
379 : : swp_offset(entry));
380 : : put_swap_device(si);
381 : 0 : if (found_page)
382 : : break;
383 : :
384 : : /*
385 : : * Just skip read ahead for unused swap slot.
386 : : * During swap_off when swap_slot_cache is disabled,
387 : : * we have to handle the race between putting
388 : : * swap entry in swap cache and marking swap slot
389 : : * as SWAP_HAS_CACHE. That's done in later part of code or
390 : : * else swap_off will be aborted if we return NULL.
391 : : */
392 : 0 : if (!__swp_swapcount(entry) && swap_slot_cache_enabled)
393 : : break;
394 : :
395 : : /*
396 : : * Get a new page to read into from swap.
397 : : */
398 : 0 : if (!new_page) {
399 : : new_page = alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr);
400 : 0 : if (!new_page)
401 : : break; /* Out of memory */
402 : : }
403 : :
404 : : /*
405 : : * Swap entry may have been freed since our caller observed it.
406 : : */
407 : 0 : err = swapcache_prepare(entry);
408 : 0 : if (err == -EEXIST) {
409 : : /*
410 : : * We might race against get_swap_page() and stumble
411 : : * across a SWAP_HAS_CACHE swap_map entry whose page
412 : : * has not been brought into the swapcache yet.
413 : : */
414 : 0 : cond_resched();
415 : 0 : continue;
416 : 0 : } else if (err) /* swp entry is obsolete ? */
417 : : break;
418 : :
419 : : /* May fail (-ENOMEM) if XArray node allocation failed. */
420 : : __SetPageLocked(new_page);
421 : : __SetPageSwapBacked(new_page);
422 : 0 : err = add_to_swap_cache(new_page, entry,
423 : : gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK);
424 : 0 : if (likely(!err)) {
425 : : /* Initiate read into locked page */
426 : : SetPageWorkingset(new_page);
427 : 0 : lru_cache_add_anon(new_page);
428 : 0 : *new_page_allocated = true;
429 : 0 : return new_page;
430 : : }
431 : : __ClearPageLocked(new_page);
432 : : /*
433 : : * add_to_swap_cache() doesn't return -EEXIST, so we can safely
434 : : * clear SWAP_HAS_CACHE flag.
435 : : */
436 : 0 : put_swap_page(new_page, entry);
437 : 0 : } while (err != -ENOMEM);
438 : :
439 : 0 : if (new_page)
440 : 0 : put_page(new_page);
441 : 0 : return found_page;
442 : : }
443 : :
444 : : /*
445 : : * Locate a page of swap in physical memory, reserving swap cache space
446 : : * and reading the disk if it is not already cached.
447 : : * A failure return means that either the page allocation failed or that
448 : : * the swap entry is no longer in use.
449 : : */
450 : 0 : struct page *read_swap_cache_async(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
451 : : struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, bool do_poll)
452 : : {
453 : : bool page_was_allocated;
454 : 0 : struct page *retpage = __read_swap_cache_async(entry, gfp_mask,
455 : : vma, addr, &page_was_allocated);
456 : :
457 : 0 : if (page_was_allocated)
458 : 0 : swap_readpage(retpage, do_poll);
459 : :
460 : 0 : return retpage;
461 : : }
462 : :
463 : : static unsigned int __swapin_nr_pages(unsigned long prev_offset,
464 : : unsigned long offset,
465 : : int hits,
466 : : int max_pages,
467 : : int prev_win)
468 : : {
469 : : unsigned int pages, last_ra;
470 : :
471 : : /*
472 : : * This heuristic has been found to work well on both sequential and
473 : : * random loads, swapping to hard disk or to SSD: please don't ask
474 : : * what the "+ 2" means, it just happens to work well, that's all.
475 : : */
476 : 0 : pages = hits + 2;
477 : 0 : if (pages == 2) {
478 : : /*
479 : : * We can have no readahead hits to judge by: but must not get
480 : : * stuck here forever, so check for an adjacent offset instead
481 : : * (and don't even bother to check whether swap type is same).
482 : : */
483 : 0 : if (offset != prev_offset + 1 && offset != prev_offset - 1)
484 : : pages = 1;
485 : : } else {
486 : : unsigned int roundup = 4;
487 : 0 : while (roundup < pages)
488 : 0 : roundup <<= 1;
489 : 0 : pages = roundup;
490 : : }
491 : :
492 : 0 : if (pages > max_pages)
493 : : pages = max_pages;
494 : :
495 : : /* Don't shrink readahead too fast */
496 : 0 : last_ra = prev_win / 2;
497 : 0 : if (pages < last_ra)
498 : : pages = last_ra;
499 : :
500 : : return pages;
501 : : }
502 : :
503 : 0 : static unsigned long swapin_nr_pages(unsigned long offset)
504 : : {
505 : : static unsigned long prev_offset;
506 : : unsigned int hits, pages, max_pages;
507 : : static atomic_t last_readahead_pages;
508 : :
509 : 0 : max_pages = 1 << READ_ONCE(page_cluster);
510 : 0 : if (max_pages <= 1)
511 : : return 1;
512 : :
513 : 0 : hits = atomic_xchg(&swapin_readahead_hits, 0);
514 : 0 : pages = __swapin_nr_pages(prev_offset, offset, hits, max_pages,
515 : 0 : atomic_read(&last_readahead_pages));
516 : 0 : if (!hits)
517 : 0 : prev_offset = offset;
518 : : atomic_set(&last_readahead_pages, pages);
519 : :
520 : 0 : return pages;
521 : : }
522 : :
523 : : /**
524 : : * swap_cluster_readahead - swap in pages in hope we need them soon
525 : : * @entry: swap entry of this memory
526 : : * @gfp_mask: memory allocation flags
527 : : * @vmf: fault information
528 : : *
529 : : * Returns the struct page for entry and addr, after queueing swapin.
530 : : *
531 : : * Primitive swap readahead code. We simply read an aligned block of
532 : : * (1 << page_cluster) entries in the swap area. This method is chosen
533 : : * because it doesn't cost us any seek time. We also make sure to queue
534 : : * the 'original' request together with the readahead ones...
535 : : *
536 : : * This has been extended to use the NUMA policies from the mm triggering
537 : : * the readahead.
538 : : *
539 : : * Caller must hold read mmap_sem if vmf->vma is not NULL.
540 : : */
541 : 0 : struct page *swap_cluster_readahead(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
542 : : struct vm_fault *vmf)
543 : : {
544 : : struct page *page;
545 : : unsigned long entry_offset = swp_offset(entry);
546 : : unsigned long offset = entry_offset;
547 : : unsigned long start_offset, end_offset;
548 : : unsigned long mask;
549 : 0 : struct swap_info_struct *si = swp_swap_info(entry);
550 : : struct blk_plug plug;
551 : : bool do_poll = true, page_allocated;
552 : 0 : struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
553 : 0 : unsigned long addr = vmf->address;
554 : :
555 : 0 : mask = swapin_nr_pages(offset) - 1;
556 : 0 : if (!mask)
557 : : goto skip;
558 : :
559 : : /* Test swap type to make sure the dereference is safe */
560 : 0 : if (likely(si->flags & (SWP_BLKDEV | SWP_FS))) {
561 : 0 : struct inode *inode = si->swap_file->f_mapping->host;
562 : 0 : if (inode_read_congested(inode))
563 : : goto skip;
564 : : }
565 : :
566 : : do_poll = false;
567 : : /* Read a page_cluster sized and aligned cluster around offset. */
568 : 0 : start_offset = offset & ~mask;
569 : 0 : end_offset = offset | mask;
570 : 0 : if (!start_offset) /* First page is swap header. */
571 : 0 : start_offset++;
572 : 0 : if (end_offset >= si->max)
573 : 0 : end_offset = si->max - 1;
574 : :
575 : 0 : blk_start_plug(&plug);
576 : 0 : for (offset = start_offset; offset <= end_offset ; offset++) {
577 : : /* Ok, do the async read-ahead now */
578 : 0 : page = __read_swap_cache_async(
579 : : swp_entry(swp_type(entry), offset),
580 : : gfp_mask, vma, addr, &page_allocated);
581 : 0 : if (!page)
582 : 0 : continue;
583 : 0 : if (page_allocated) {
584 : 0 : swap_readpage(page, false);
585 : 0 : if (offset != entry_offset) {
586 : : SetPageReadahead(page);
587 : : count_vm_event(SWAP_RA);
588 : : }
589 : : }
590 : 0 : put_page(page);
591 : : }
592 : 0 : blk_finish_plug(&plug);
593 : :
594 : 0 : lru_add_drain(); /* Push any new pages onto the LRU now */
595 : : skip:
596 : 0 : return read_swap_cache_async(entry, gfp_mask, vma, addr, do_poll);
597 : : }
598 : :
599 : 3 : int init_swap_address_space(unsigned int type, unsigned long nr_pages)
600 : : {
601 : : struct address_space *spaces, *space;
602 : : unsigned int i, nr;
603 : :
604 : 3 : nr = DIV_ROUND_UP(nr_pages, SWAP_ADDRESS_SPACE_PAGES);
605 : : spaces = kvcalloc(nr, sizeof(struct address_space), GFP_KERNEL);
606 : 3 : if (!spaces)
607 : : return -ENOMEM;
608 : 3 : for (i = 0; i < nr; i++) {
609 : 3 : space = spaces + i;
610 : : xa_init_flags(&space->i_pages, XA_FLAGS_LOCK_IRQ);
611 : : atomic_set(&space->i_mmap_writable, 0);
612 : 3 : space->a_ops = &swap_aops;
613 : : /* swap cache doesn't use writeback related tags */
614 : : mapping_set_no_writeback_tags(space);
615 : : }
616 : 3 : nr_swapper_spaces[type] = nr;
617 : 3 : swapper_spaces[type] = spaces;
618 : :
619 : 3 : return 0;
620 : : }
621 : :
622 : 0 : void exit_swap_address_space(unsigned int type)
623 : : {
624 : 0 : kvfree(swapper_spaces[type]);
625 : 0 : nr_swapper_spaces[type] = 0;
626 : 0 : swapper_spaces[type] = NULL;
627 : 0 : }
628 : :
629 : : static inline void swap_ra_clamp_pfn(struct vm_area_struct *vma,
630 : : unsigned long faddr,
631 : : unsigned long lpfn,
632 : : unsigned long rpfn,
633 : : unsigned long *start,
634 : : unsigned long *end)
635 : : {
636 : 0 : *start = max3(lpfn, PFN_DOWN(vma->vm_start),
637 : : PFN_DOWN(faddr & PMD_MASK));
638 : 0 : *end = min3(rpfn, PFN_DOWN(vma->vm_end),
639 : : PFN_DOWN((faddr & PMD_MASK) + PMD_SIZE));
640 : : }
641 : :
642 : 0 : static void swap_ra_info(struct vm_fault *vmf,
643 : : struct vma_swap_readahead *ra_info)
644 : : {
645 : 0 : struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
646 : : unsigned long ra_val;
647 : : swp_entry_t entry;
648 : : unsigned long faddr, pfn, fpfn;
649 : : unsigned long start, end;
650 : : pte_t *pte, *orig_pte;
651 : : unsigned int max_win, hits, prev_win, win, left;
652 : : #ifndef CONFIG_64BIT
653 : : pte_t *tpte;
654 : : #endif
655 : :
656 : 0 : max_win = 1 << min_t(unsigned int, READ_ONCE(page_cluster),
657 : : SWAP_RA_ORDER_CEILING);
658 : 0 : if (max_win == 1) {
659 : 0 : ra_info->win = 1;
660 : 0 : return;
661 : : }
662 : :
663 : 0 : faddr = vmf->address;
664 : 0 : orig_pte = pte = pte_offset_map(vmf->pmd, faddr);
665 : 0 : entry = pte_to_swp_entry(*pte);
666 : 0 : if ((unlikely(non_swap_entry(entry)))) {
667 : : pte_unmap(orig_pte);
668 : : return;
669 : : }
670 : :
671 : : fpfn = PFN_DOWN(faddr);
672 : 0 : ra_val = GET_SWAP_RA_VAL(vma);
673 : 0 : pfn = PFN_DOWN(SWAP_RA_ADDR(ra_val));
674 : 0 : prev_win = SWAP_RA_WIN(ra_val);
675 : 0 : hits = SWAP_RA_HITS(ra_val);
676 : 0 : ra_info->win = win = __swapin_nr_pages(pfn, fpfn, hits,
677 : : max_win, prev_win);
678 : : atomic_long_set(&vma->swap_readahead_info,
679 : 0 : SWAP_RA_VAL(faddr, win, 0));
680 : :
681 : 0 : if (win == 1) {
682 : : pte_unmap(orig_pte);
683 : : return;
684 : : }
685 : :
686 : : /* Copy the PTEs because the page table may be unmapped */
687 : 0 : if (fpfn == pfn + 1)
688 : 0 : swap_ra_clamp_pfn(vma, faddr, fpfn, fpfn + win, &start, &end);
689 : 0 : else if (pfn == fpfn + 1)
690 : 0 : swap_ra_clamp_pfn(vma, faddr, fpfn - win + 1, fpfn + 1,
691 : : &start, &end);
692 : : else {
693 : 0 : left = (win - 1) / 2;
694 : 0 : swap_ra_clamp_pfn(vma, faddr, fpfn - left, fpfn + win - left,
695 : : &start, &end);
696 : : }
697 : 0 : ra_info->nr_pte = end - start;
698 : 0 : ra_info->offset = fpfn - start;
699 : 0 : pte -= ra_info->offset;
700 : : #ifdef CONFIG_64BIT
701 : : ra_info->ptes = pte;
702 : : #else
703 : 0 : tpte = ra_info->ptes;
704 : 0 : for (pfn = start; pfn != end; pfn++)
705 : 0 : *tpte++ = *pte++;
706 : : #endif
707 : : pte_unmap(orig_pte);
708 : : }
709 : :
710 : : /**
711 : : * swap_vma_readahead - swap in pages in hope we need them soon
712 : : * @entry: swap entry of this memory
713 : : * @gfp_mask: memory allocation flags
714 : : * @vmf: fault information
715 : : *
716 : : * Returns the struct page for entry and addr, after queueing swapin.
717 : : *
718 : : * Primitive swap readahead code. We simply read in a few pages whoes
719 : : * virtual addresses are around the fault address in the same vma.
720 : : *
721 : : * Caller must hold read mmap_sem if vmf->vma is not NULL.
722 : : *
723 : : */
724 : 0 : static struct page *swap_vma_readahead(swp_entry_t fentry, gfp_t gfp_mask,
725 : : struct vm_fault *vmf)
726 : : {
727 : : struct blk_plug plug;
728 : 0 : struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
729 : : struct page *page;
730 : : pte_t *pte, pentry;
731 : : swp_entry_t entry;
732 : : unsigned int i;
733 : : bool page_allocated;
734 : 0 : struct vma_swap_readahead ra_info = {0,};
735 : :
736 : 0 : swap_ra_info(vmf, &ra_info);
737 : 0 : if (ra_info.win == 1)
738 : : goto skip;
739 : :
740 : 0 : blk_start_plug(&plug);
741 : 0 : for (i = 0, pte = ra_info.ptes; i < ra_info.nr_pte;
742 : 0 : i++, pte++) {
743 : 0 : pentry = *pte;
744 : 0 : if (pte_none(pentry))
745 : 0 : continue;
746 : 0 : if (pte_present(pentry))
747 : 0 : continue;
748 : : entry = pte_to_swp_entry(pentry);
749 : 0 : if (unlikely(non_swap_entry(entry)))
750 : 0 : continue;
751 : 0 : page = __read_swap_cache_async(entry, gfp_mask, vma,
752 : : vmf->address, &page_allocated);
753 : 0 : if (!page)
754 : 0 : continue;
755 : 0 : if (page_allocated) {
756 : 0 : swap_readpage(page, false);
757 : 0 : if (i != ra_info.offset) {
758 : : SetPageReadahead(page);
759 : : count_vm_event(SWAP_RA);
760 : : }
761 : : }
762 : 0 : put_page(page);
763 : : }
764 : 0 : blk_finish_plug(&plug);
765 : 0 : lru_add_drain();
766 : : skip:
767 : 0 : return read_swap_cache_async(fentry, gfp_mask, vma, vmf->address,
768 : 0 : ra_info.win == 1);
769 : : }
770 : :
771 : : /**
772 : : * swapin_readahead - swap in pages in hope we need them soon
773 : : * @entry: swap entry of this memory
774 : : * @gfp_mask: memory allocation flags
775 : : * @vmf: fault information
776 : : *
777 : : * Returns the struct page for entry and addr, after queueing swapin.
778 : : *
779 : : * It's a main entry function for swap readahead. By the configuration,
780 : : * it will read ahead blocks by cluster-based(ie, physical disk based)
781 : : * or vma-based(ie, virtual address based on faulty address) readahead.
782 : : */
783 : 0 : struct page *swapin_readahead(swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask,
784 : : struct vm_fault *vmf)
785 : : {
786 : 0 : return swap_use_vma_readahead() ?
787 : 0 : swap_vma_readahead(entry, gfp_mask, vmf) :
788 : : swap_cluster_readahead(entry, gfp_mask, vmf);
789 : : }
790 : :
791 : : #ifdef CONFIG_SYSFS
792 : 0 : static ssize_t vma_ra_enabled_show(struct kobject *kobj,
793 : : struct kobj_attribute *attr, char *buf)
794 : : {
795 : 0 : return sprintf(buf, "%s\n", enable_vma_readahead ? "true" : "false");
796 : : }
797 : 0 : static ssize_t vma_ra_enabled_store(struct kobject *kobj,
798 : : struct kobj_attribute *attr,
799 : : const char *buf, size_t count)
800 : : {
801 : 0 : if (!strncmp(buf, "true", 4) || !strncmp(buf, "1", 1))
802 : 0 : enable_vma_readahead = true;
803 : 0 : else if (!strncmp(buf, "false", 5) || !strncmp(buf, "0", 1))
804 : 0 : enable_vma_readahead = false;
805 : : else
806 : : return -EINVAL;
807 : :
808 : 0 : return count;
809 : : }
810 : : static struct kobj_attribute vma_ra_enabled_attr =
811 : : __ATTR(vma_ra_enabled, 0644, vma_ra_enabled_show,
812 : : vma_ra_enabled_store);
813 : :
814 : : static struct attribute *swap_attrs[] = {
815 : : &vma_ra_enabled_attr.attr,
816 : : NULL,
817 : : };
818 : :
819 : : static struct attribute_group swap_attr_group = {
820 : : .attrs = swap_attrs,
821 : : };
822 : :
823 : 3 : static int __init swap_init_sysfs(void)
824 : : {
825 : : int err;
826 : : struct kobject *swap_kobj;
827 : :
828 : 3 : swap_kobj = kobject_create_and_add("swap", mm_kobj);
829 : 3 : if (!swap_kobj) {
830 : 0 : pr_err("failed to create swap kobject\n");
831 : 0 : return -ENOMEM;
832 : : }
833 : 3 : err = sysfs_create_group(swap_kobj, &swap_attr_group);
834 : 3 : if (err) {
835 : 0 : pr_err("failed to register swap group\n");
836 : : goto delete_obj;
837 : : }
838 : : return 0;
839 : :
840 : : delete_obj:
841 : 0 : kobject_put(swap_kobj);
842 : 0 : return err;
843 : : }
844 : : subsys_initcall(swap_init_sysfs);
845 : : #endif
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