mm/vmscan: push zone pointer into shrink_page_list()

It doesn't need a pointer to the cgroup - pointer to the zone is enough.
This patch also kills the "mz" argument of page_check_references() - it is
unused after "mm: memcg: count pte references from every member of the
reclaimed hierarch"

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/vmscan: push lruvec pointer into isolate_lru_pages()

Move the mem_cgroup_zone_lruvec() call from isolate_lru_pages() into
shrink_[in]active_list().  Further patches push it to shrink_zone() step
by step.

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: add link from struct lruvec to struct zone

This is the first stage of struct mem_cgroup_zone removal.  Further
patches replace struct mem_cgroup_zone with a pointer to struct lruvec.

If CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR=n lruvec_zone() is just container_of().

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/vmscan: store "priority" in struct scan_control

In memory reclaim some function have too many arguments - "priority" is
one of them.  It can be stored in struct scan_control - we construct them
on the same level.  Instead of an open coded loop we set the initial
sc.priority, and do_try_to_free_pages() decreases it down to zero.

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/memcg: use vm_swappiness from target memory cgroup

Use vm_swappiness from memory cgroup which is triggered this memory
reclaim.  This is more reasonable and allows to kill one argument.

[akpm@linux-foundation.org: fix build (patch skew)]
Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujtisu.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Glauber Costa <glommer@parallels.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: make threshold index in the right position

Index current_threshold may point to threshold that just equal to usage
after last call of __mem_cgroup_threshold.  But after registering a new
event, it will change (pointing to threshold just below usage).  So make
it consistent here.

For example:
now:
threshold array:  3  [5]  7  9   (usage = 6, [index] = 5)

next turn (after calling __mem_cgroup_threshold):
threshold array:  3   5  [7]  9   (usage = 7, [index] = 7)

after registering a new event (threshold = 10):
threshold array:  3  [5]  7  9  10 (usage = 7, [index] = 5)

Signed-off-by: Sha Zhengju <handai.szj@taobao.com>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Reviewed-by: Kirill A. Shutemov <kirill@shutemov.name>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: remove redundant parentheses

Signed-off-by: Kirill A. Shutemov <kirill@shutemov.name>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: mark stat field of mem_cgroup struct as __percpu

It fixes a lot of sparse warnings.

Signed-off-by: Kirill A. Shutemov <kirill@shutemov.name>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: remove unused variable

mm/memcontrol.c: In function `mc_handle_file_pte':
mm/memcontrol.c:5206:16: warning: variable `inode' set but not used [-Wunused-but-set-variable]

Signed-off-by: Kirill A. Shutemov <kirill@shutemov.name>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: mark more functions/variables as static

Based on sparse output.

Signed-off-by: Kirill A. Shutemov <kirill@shutemov.name>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/memcg: kill mem_cgroup_lru_del()

This patch kills mem_cgroup_lru_del(), we can use
mem_cgroup_lru_del_list() instead.  On 0-order isolation we already have
right lru list id.

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Glauber Costa <glommer@parallels.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: remove lru type checks from __isolate_lru_page()

After patch "mm: forbid lumpy-reclaim in shrink_active_list()" we can
completely remove anon/file and active/inactive lru type filters from
__isolate_lru_page(), because isolation for 0-order reclaim always
isolates pages from right lru list.  And pages-isolation for lumpy
shrink_inactive_list() or memory-compaction anyway allowed to isolate
pages from all evictable lru lists.

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Glauber Costa <glommer@parallels.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: mark mm-inline functions as __always_inline

GCC sometimes ignores "inline" directives even for small and simple functions.
This supposed to be fixed in gcc 4.7, but it was released only yesterday.

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Glauber Costa <glommer@parallels.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: push lru index into shrink_[in]active_list()

Let's toss lru index through call stack to isolate_lru_pages(), this is
better than its reconstructing from individual bits.

[akpm@linux-foundation.org: fix kerneldoc, per Minchan]
Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Glauber Costa <glommer@parallels.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/memcg: move reclaim_stat into lruvec

With mem_cgroup_disabled() now explicit, it becomes clear that the
zone_reclaim_stat structure actually belongs in lruvec, per-zone when
memcg is disabled but per-memcg per-zone when it's enabled.

We can delete mem_cgroup_get_reclaim_stat(), and change
update_page_reclaim_stat() to update just the one set of stats, the one
which get_scan_count() will actually use.

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Reviewed-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Reviewed-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Glauber Costa <glommer@parallels.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/memcg: scanning_global_lru means mem_cgroup_disabled

Although one has to admire the skill with which it has been concealed,
scanning_global_lru(mz) is actually just an interesting way to test
mem_cgroup_disabled().  Too many developer hours have been wasted on
confusing it with global_reclaim(): just use mem_cgroup_disabled().

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Glauber Costa <glommer@parallels.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg swap: use mem_cgroup_uncharge_swap()

That stuff __mem_cgroup_commit_charge_swapin() does with a swap entry, it
has a name and even a declaration: just use mem_cgroup_uncharge_swap().

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Daisuke Nishimura <nishimura@mxp.nes.nec.co.jp>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg swap: mem_cgroup_move_swap_account never needs fixup

The need_fixup arg to mem_cgroup_move_swap_account() is always false,
so just remove it.

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Daisuke Nishimura <nishimura@mxp.nes.nec.co.jp>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

memcg: fix/change behavior of shared anon at moving task

This patch changes memcg's behavior at task_move().

At task_move(), the kernel scans a task's page table and move the changes
for mapped pages from source cgroup to target cgroup.  There has been a
bug at handling shared anonymous pages for a long time.

Before patch:
  - The spec says 'shared anonymous pages are not moved.'
  - The implementation was 'shared anonymoys pages may be moved'.
    If page_mapcount <=2, shared anonymous pages's charge were moved.

After patch:
  - The spec says 'all anonymous pages are moved'.
  - The implementation is 'all anonymous pages are moved'.

Considering usage of memcg, this will not affect user's experience.
'shared anonymous' pages only exists between a tree of processes which
don't do exec().  Moving one of process without exec() seems not sane.
For example, libcgroup will not be affected by this change.  (Anyway, no
one noticed the implementation for a long time...)

Below is a discussion log:

 - current spec/implementation are complex
 - Now, shared file caches are moved
 - It adds unclear check as page_mapcount(). To do correct check,
   we should check swap users, etc.
 - No one notice this implementation behavior. So, no one get benefit
   from the design.
 - In general, once task is moved to a cgroup for running, it will not
   be moved....
 - Finally, we have control knob as memory.move_charge_at_immigrate.

Here is a patch to allow moving shared pages, completely. This makes
memcg simpler and fix current broken code.

Suggested-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Naoya Horiguchi <n-horiguchi@ah.jp.nec.com>
Cc: Glauber Costa <glommer@parallels.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/memblock: fix memory leak on extending regions

The overall memblock has been organized into the memory regions and
reserved regions.  Initially, the memory regions and reserved regions are
stored in the predetermined arrays of "struct memblock _region".  It's
possible for the arrays to be enlarged when we have newly added regions,
but no free space left there.  The policy here is to create double-sized
array either by slab allocator or memblock allocator.  Unfortunately, we
didn't free the old array, which might be allocated through slab allocator
before.  That would cause memory leak.

The patch introduces 2 variables to trace where (slab or memblock) the
memory and reserved regions come from.  The memory for the memory or
reserved regions will be deallocated by kfree() if that was allocated by
slab allocator.  Thus to fix the memory leak issue.

Signed-off-by: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/memblock: cleanup on duplicate VA/PA conversion

The overall memblock has been organized into the memory regions and
reserved regions.  Initially, the memory regions and reserved regions are
stored in the predetermined arrays of "struct memblock _region".  It's
possible for the arrays to be enlarged when we have newly added regions
for them, but no enough space there.  Under the situation, We will created
double-sized array to meet the requirement.  However, the original
implementation converted the VA (Virtual Address) of the newly allocated
array of regions to PA (Physical Address), then translate back when we
allocates the new array from slab.  That's actually unnecessary.

The patch removes the duplicate VA/PA conversion.

Signed-off-by: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: fix slab->page flags corruption

Transparent huge pages can change page->flags (PG_compound_lock) without
taking Slab lock.  Since THP can not break slab pages we can safely access
compound page without taking compound lock.

Specifically this patch fixes a race between compound_unlock() and slab
functions which perform page-flags updates.  This can occur when
get_page()/put_page() is called on a page from slab.

[akpm@linux-foundation.org: tweak comment text, fix comment layout, fix label indenting]
Reported-by: Amey Bhide <abhide@nicira.com>
Signed-off-by: Pravin B Shelar <pshelar@nicira.com>
Reviewed-by: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Acked-by: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Cc: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: fix faulty initialization in vmalloc_init()

The transfer of ->flags causes some of the static mapping virtual
addresses to be prematurely freed (before the mapping is removed) because
VM_LAZY_FREE gets "set" if tmp->flags has VM_IOREMAP set.  This might
cause subsequent vmalloc/ioremap calls to fail because it might allocate
one of the freed virtual address ranges that aren't unmapped.

va->flags has different types of flags from tmp->flags.  If a region with
VM_IOREMAP set is registered with vm_area_add_early(), it will be removed
by __purge_vmap_area_lazy().

Fix vmalloc_init() to correctly initialize vmap_area for the given
vm_struct.

Also initialise va->vm.  If it is not set, find_vm_area() for the early
vm regions will always fail.

Signed-off-by: KyongHo Cho <pullip.cho@samsung.com>
Cc: "Olav Haugan" <ohaugan@codeaurora.org>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: pmd_read_atomic: fix 32bit PAE pmd walk vs pmd_populate SMP race condition

When holding the mmap_sem for reading, pmd_offset_map_lock should only
run on a pmd_t that has been read atomically from the pmdp pointer,
otherwise we may read only half of it leading to this crash.

PID: 11679  TASK: f06e8000  CPU: 3   COMMAND: "do_race_2_panic"
 #0 [f06a9dd8] crash_kexec at c049b5ec
 #1 [f06a9e2c] oops_end at c083d1c2
 #2 [f06a9e40] no_context at c0433ded
 #3 [f06a9e64] bad_area_nosemaphore at c043401a
 #4 [f06a9e6c] __do_page_fault at c0434493
 #5 [f06a9eec] do_page_fault at c083eb45
 #6 [f06a9f04] error_code (via page_fault) at c083c5d5
    EAX: 01fb470c EBX: fff35000 ECX: 00000003 EDX: 00000100 EBP:
    00000000
    DS:  007b     ESI: 9e201000 ES:  007b     EDI: 01fb4700 GS:  00e0
    CS:  0060     EIP: c083bc14 ERR: ffffffff EFLAGS: 00010246
 #7 [f06a9f38] _spin_lock at c083bc14
 #8 [f06a9f44] sys_mincore at c0507b7d
 #9 [f06a9fb0] system_call at c083becd
                         start           len
    EAX: ffffffda  EBX: 9e200000  ECX: 00001000  EDX: 6228537f
    DS:  007b      ESI: 00000000  ES:  007b      EDI: 003d0f00
    SS:  007b      ESP: 62285354  EBP: 62285388  GS:  0033
    CS:  0073      EIP: 00291416  ERR: 000000da  EFLAGS: 00000286

This should be a longstanding bug affecting x86 32bit PAE without THP.
Only archs with 64bit large pmd_t and 32bit unsigned long should be
affected.

With THP enabled the barrier() in pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad()
would partly hide the bug when the pmd transition from none to stable,
by forcing a re-read of the *pmd in pmd_offset_map_lock, but when THP is
enabled a new set of problem arises by the fact could then transition
freely in any of the none, pmd_trans_huge or pmd_trans_stable states.
So making the barrier in pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad()
unconditional isn't good idea and it would be a flakey solution.

This should be fully fixed by introducing a pmd_read_atomic that reads
the pmd in order with THP disabled, or by reading the pmd atomically
with cmpxchg8b with THP enabled.

Luckily this new race condition only triggers in the places that must
already be covered by pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad() so the fix
is localized there but this bug is not related to THP.

NOTE: this can trigger on x86 32bit systems with PAE enabled with more
than 4G of ram, otherwise the high part of the pmd will never risk to be
truncated because it would be zero at all times, in turn so hiding the
SMP race.

This bug was discovered and fully debugged by Ulrich, quote:

----
[..]
pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad() loads the content of edx and
eax.

    496 static inline int pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd_t
    *pmd)
    497 {
    498         /* depend on compiler for an atomic pmd read */
    499         pmd_t pmdval = *pmd;

                                // edi = pmd pointer
0xc0507a74 <sys_mincore+548>:   mov    0x8(%esp),%edi
...
                                // edx = PTE page table high address
0xc0507a84 <sys_mincore+564>:   mov    0x4(%edi),%edx
...
                                // eax = PTE page table low address
0xc0507a8e <sys_mincore+574>:   mov    (%edi),%eax

[..]

Please note that the PMD is not read atomically. These are two "mov"
instructions where the high order bits of the PMD entry are fetched
first. Hence, the above machine code is prone to the following race.

-  The PMD entry {high|low} is 0x0000000000000000.
   The "mov" at 0xc0507a84 loads 0x00000000 into edx.

-  A page fault (on another CPU) sneaks in between the two "mov"
   instructions and instantiates the PMD.

-  The PMD entry {high|low} is now 0x00000003fda38067.
   The "mov" at 0xc0507a8e loads 0xfda38067 into eax.
----

Reported-by: Ulrich Obergfell <uobergfe@redhat.com>
Signed-off-by: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Larry Woodman <lwoodman@redhat.com>
Cc: Petr Matousek <pmatouse@redhat.com>
Cc: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm, oom: normalize oom scores to oom_score_adj scale only for userspace

The oom_score_adj scale ranges from -1000 to 1000 and represents the
proportion of memory available to the process at allocation time.  This
means an oom_score_adj value of 300, for example, will bias a process as
though it was using an extra 30.0% of available memory and a value of
-350 will discount 35.0% of available memory from its usage.

The oom killer badness heuristic also uses this scale to report the oom
score for each eligible process in determining the "best" process to
kill.  Thus, it can only differentiate each process's memory usage by
0.1% of system RAM.

On large systems, this can end up being a large amount of memory: 256MB
on 256GB systems, for example.

This can be fixed by having the badness heuristic to use the actual
memory usage in scoring threads and then normalizing it to the
oom_score_adj scale for userspace.  This results in better comparison
between eligible threads for kill and no change from the userspace
perspective.

Suggested-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Tested-by: Dave Jones <davej@redhat.com>
Signed-off-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: avoid swapping out with swappiness==0

Sometimes we'd like to avoid swapping out anonymous memory.  In
particular, avoid swapping out pages of important process or process
groups while there is a reasonable amount of pagecache on RAM so that we
can satisfy our customers' requirements.

OTOH, we can control how aggressive the kernel will swap memory pages with
/proc/sys/vm/swappiness for global and
/sys/fs/cgroup/memory/memory.swappiness for each memcg.

But with current reclaim implementation, the kernel may swap out even if
we set swappiness=0 and there is pagecache in RAM.

This patch changes the behavior with swappiness==0.  If we set
swappiness==0, the kernel does not swap out completely (for global reclaim
until the amount of free pages and filebacked pages in a zone has been
reduced to something very very small (nr_free + nr_filebacked < high
watermark)).

Signed-off-by: Satoru Moriya <satoru.moriya@hds.com>
Acked-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Reviewed-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Acked-by: Jerome Marchand <jmarchan@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

hugetlb: fix resv_map leak in error path

When called for anonymous (non-shared) mappings, hugetlb_reserve_pages()
does a resv_map_alloc().  It depends on code in hugetlbfs's
vm_ops->close() to release that allocation.

However, in the mmap() failure path, we do a plain unmap_region() without
the remove_vma() which actually calls vm_ops->close().

This is a decent fix.  This leak could get reintroduced if new code (say,
after hugetlb_reserve_pages() in hugetlbfs_file_mmap()) decides to return
an error.  But, I think it would have to unroll the reservation anyway.

Christoph's test case:

http://marc.info/?l=linux-mm&m=133728900729735

This patch applies to 3.4 and later.  A version for earlier kernels is at
https://lkml.org/lkml/2012/5/22/418.

Signed-off-by: Dave Hansen <dave@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Reported-by: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Tested-by: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Cc: <stable@vger.kernel.org> [2.6.32+]
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/bootmem.c: cleanup on addition to bootmem data list

The objects of "struct bootmem_data_t" are linked together to form
double-linked list sequentially based on its minimal page frame number.

The current implementation implicitly supports the following cases,
which means the inserting point for current bootmem data depends on how
"list_for_each" works.  That makes the code a little hard to read.
Besides, "list_for_each" and "list_entry" can be replaced with
"list_for_each_entry".

        - The linked list is empty.
        - There has no entry in the linked list, whose minimal page
          frame number is bigger than current one.

Signed-off-by: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: consider all swapped back pages in used-once logic

Commit 645747462435 ("vmscan: detect mapped file pages used only once")
made mapped pages have another round in inactive list because they might
be just short lived and so we could consider them again next time.  This
heuristic helps to reduce pressure on the active list with a streaming
IO worklods.

This patch fixes a regression introduced by this commit for heavy shmem
based workloads because unlike Anon pages, which are excluded from this
heuristic because they are usually long lived, shmem pages are handled
as a regular page cache.

This doesn't work quite well, unfortunately, if the workload is mostly
backed by shmem (in memory database sitting on 80% of memory) with a
streaming IO in the background (backup - up to 20% of memory).  Anon
inactive list is full of (dirty) shmem pages when watermarks are hit.
Shmem pages are kept in the inactive list (they are referenced) in the
first round and it is hard to reclaim anything else so we reach lower
scanning priorities very quickly which leads to an excessive swap out.

Let's fix this by excluding all swap backed pages (they tend to be long
lived wrt.  the regular page cache anyway) from used-once heuristic and
rather activate them if they are referenced.

The customer's workload is shmem backed database (80% of RAM) and they
are measuring transactions/s with an IO in the background (20%).
Transactions touch more or less random rows in the table.  The
transaction rate fell by a factor of 3 (in the worst case) because of
commit 64574746.  This patch restores the previous numbers.

Signed-off-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Reviewed-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: <stable@vger.kernel.org> [2.6.34+]
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: document the meminfo and vmstat fields of relevance to transparent hugepages

Update Documentation/vm/transhuge.txt and
Documentation/filesystems/proc.txt with some information on monitoring
transparent huge page usage and the associated overhead.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Signed-off-by: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/page_alloc.c: cleanups

- make pageflag_names[] const

- remove null termination of pageflag_names[]

Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: page_alloc: catch out-of-date list of page flag names

String tables with names of enum items are always prone to go out of
sync with the enums themselves.  Ensure during compile time that the
name table of page flags has the same size as the page flags enum.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/buddy: dump PG_compound_lock page flag

The array pageflag_names[] does conversion from page flags into their
corresponding names so that a meaningful representation of the
corresponding page flag can be printed.  This mechanism is used while
dumping page frames.  However, the array missed PG_compound_lock.  So
the PG_compound_lock page flag would be printed as a digital number
instead of a meaningful string.

The patch fixes that and prints "compound_lock" for the PG_compound_lock
page flag.

Signed-off-by: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: move readahead syscall to mm/readahead.c

It is better to define readahead(2) in mm/readahead.c than in
mm/filemap.c.

Signed-off-by: Cong Wang <xiyou.wangcong@gmail.com>
Cc: Fengguang Wu <fengguang.wu@intel.com>
Cc: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tmpfs: support SEEK_DATA and SEEK_HOLE

It's quite easy for tmpfs to scan the radix_tree to support llseek's new
SEEK_DATA and SEEK_HOLE options: so add them while the minutiae are still
on my mind (in particular, the !PageUptodate-ness of pages fallocated but
still unwritten).

But I don't know who actually uses SEEK_DATA or SEEK_HOLE, and whether it
would be of any use to them on tmpfs.  This code adds 92 lines and 752
bytes on x86_64 - is that bloat or worthwhile?

[akpm@linux-foundation.org: fix warning with CONFIG_TMPFS=n]
Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Josef Bacik <josef@redhat.com>
Cc: Andi Kleen <andi@firstfloor.org>
Cc: Andreas Dilger <adilger@dilger.ca>
Cc: Dave Chinner <david@fromorbit.com>
Cc: Marco Stornelli <marco.stornelli@gmail.com>
Cc: Jeff liu <jeff.liu@oracle.com>
Cc: Chris Mason <chris.mason@oracle.com>
Cc: Sunil Mushran <sunil.mushran@oracle.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tmpfs: quit when fallocate fills memory

As it stands, a large fallocate() on tmpfs is liable to fill memory with
pages, freed on failure except when they run into swap, at which point
they become fixed into the file despite the failure.  That feels quite
wrong, to be consuming resources precisely when they're in short supply.

Go the other way instead: shmem_fallocate() indicate the range it has
fallocated to shmem_writepage(), keeping count of pages it's allocating;
shmem_writepage() reactivate instead of swapping out pages fallocated by
this syscall (but happily swap out those from earlier occasions), keeping
count; shmem_fallocate() compare counts and give up once the reactivated
pages have started to coming back to writepage (approximately: some zones
would in fact recycle faster than others).

This is a little unusual, but works well: although we could consider the
failure to swap as a bug, and fix it later with SWAP_MAP_FALLOC handling
added in swapfile.c and memcontrol.c, I doubt that we shall ever want to.

(If there's no swap, an over-large fallocate() on tmpfs is limited in the
same way as writing: stopped by rlimit, or by tmpfs mount size if that was
set sensibly, or by __vm_enough_memory() heuristics if OVERCOMMIT_GUESS or
OVERCOMMIT_NEVER.  If OVERCOMMIT_ALWAYS, then it is liable to OOM-kill
others as writing would, but stops and frees if interrupted.)

Now that everything is freed on failure, we can then skip updating ctime.

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Cc: Kay Sievers <kay@vrfy.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tmpfs: undo fallocation on failure

In the previous episode, we left the already-fallocated pages attached to
the file when shmem_fallocate() fails part way through.

Now try to do better, by extending the earlier optimization of !Uptodate
pages (then always under page lock) to !Uptodate pages (outside of page
lock), representing fallocated pages.  And don't waste time clearing them
at the time of fallocate(), leave that until later if necessary.

Adapt shmem_truncate_range() to shmem_undo_range(), so that a failing
fallocate can recognize and remove precisely those !Uptodate allocations
which it added (and were not independently allocated by racing tasks).

But unless we start playing with swapfile.c and memcontrol.c too, once one
of our fallocated pages reaches shmem_writepage(), we do then have to
instantiate it as an ordinarily allocated page, before swapping out.  This
is unsatisfactory, but improved in the next episode.

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Cc: Kay Sievers <kay@vrfy.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tmpfs: support fallocate preallocation

The systemd plumbers expressed a wish that tmpfs support preallocation.
Cong Wang wrote a patch, but several kernel guys expressed scepticism:
https://lkml.org/lkml/2011/11/18/137

Christoph Hellwig: What for exactly? Please explain why preallocating on
tmpfs would make any sense.

Kay Sievers: To be able to safely use mmap(), regarding SIGBUS, on files
on the /dev/shm filesystem.  The glibc fallback loop for -ENOSYS [or
-EOPNOTSUPP] on fallocate is just ugly.

Hugh Dickins: If tmpfs is going to support
fallocate(FALLOC_FL_PUNCH_HOLE), it would seem perverse to permit the
deallocation but fail the allocation.  Christoph Hellwig: Agreed.

Now that we do have shmem_fallocate() for hole-punching, plumb in basic
support for preallocation mode too.  It's fairly straightforward (though
quite a few details needed attention), except for when it fails part way
through.  What a pity that fallocate(2) was not specified to return the
length allocated, permitting short fallocations!

As it is, when it fails part way through, we ought to free what has just
been allocated by this system call; but must be very sure not to free any
allocated earlier, or any allocated by racing accesses (not all excluded
by i_mutex).

But we cannot distinguish them: so in this patch simply leak allocations
on partial failure (they will be freed later if the file is removed).

An attractive alternative approach would have been for fallocate() not to
allocate pages at all, but note reservations by entries in the radix-tree.
 But that would give less assurance, and, critically, would be hard to fit
with mem cgroups (who owns the reservations?): allocating pages lets
fallocate() behave in just the same way as write().

Based-on-patch-by: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Cc: Kay Sievers <kay@vrfy.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/fs: remove truncate_range

Remove vmtruncate_range(), and remove the truncate_range method from
struct inode_operations: only tmpfs ever supported it, and tmpfs has now
converted over to using the fallocate method of file_operations.

Update Documentation accordingly, adding (setlease and) fallocate lines.
And while we're in mm.h, remove duplicate declarations of shmem_lock() and
shmem_file_setup(): everyone is now using the ones in shmem_fs.h.

Based-on-patch-by: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Cc: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/fs: route MADV_REMOVE to FALLOC_FL_PUNCH_HOLE

Now tmpfs supports hole-punching via fallocate(), switch madvise_remove()
to use do_fallocate() instead of vmtruncate_range(): which extends
madvise(,,MADV_REMOVE) support from tmpfs to ext4, ocfs2 and xfs.

There is one more user of vmtruncate_range() in our tree,
staging/android's ashmem_shrink(): convert it to use do_fallocate() too
(but if its unpinned areas are already unmapped - I don't know - then it
would do better to use shmem_truncate_range() directly).

Based-on-patch-by: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>
Cc: Colin Cross <ccross@android.com>
Cc: John Stultz <john.stultz@linaro.org>
Cc: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linux-foundation.org>
Cc: "Theodore Ts'o" <tytso@mit.edu>
Cc: Andreas Dilger <adilger@dilger.ca>
Cc: Mark Fasheh <mfasheh@suse.de>
Cc: Joel Becker <jlbec@evilplan.org>
Cc: Dave Chinner <david@fromorbit.com>
Cc: Ben Myers <bpm@sgi.com>
Cc: Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tmpfs: support fallocate FALLOC_FL_PUNCH_HOLE

tmpfs has supported hole-punching since 2.6.16, via
madvise(,,MADV_REMOVE).

But nowadays fallocate(,FALLOC_FL_PUNCH_HOLE|FALLOC_FL_KEEP_SIZE,,) is
the agreed way to punch holes.

So add shmem_fallocate() to support that, and tweak shmem_truncate_range()
to support partial pages at both the beginning and end of range (never
needed for madvise, which demands rounded addr and rounds up length).

Based-on-patch-by: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Cong Wang <amwang@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tmpfs: optimize clearing when writing

Nick proposed years ago that tmpfs should avoid clearing its pages where
write will overwrite them with new data, as ramfs has long done.  But I
messed it up and just got bad data.  Tried again recently, it works
fine.

Here's time output for writing 4GiB 16 times on this Core i5 laptop:

before: real 0m21.169s user 0m0.028s sys 0m21.057s
        real 0m21.382s user 0m0.016s sys 0m21.289s
        real 0m21.311s user 0m0.020s sys 0m21.217s

after:  real 0m18.273s user 0m0.032s sys 0m18.165s
        real 0m18.354s user 0m0.020s sys 0m18.265s
        real 0m18.440s user 0m0.032s sys 0m18.337s

ramfs:  real 0m16.860s user 0m0.028s sys 0m16.765s
        real 0m17.382s user 0m0.040s sys 0m17.273s
        real 0m17.133s user 0m0.044s sys 0m17.021s

Yes, I have done perf reports, but they need more explanation than they
deserve: in summary, clear_page vanishes, its cache loading shifts into
copy_user_generic_unrolled; shmem_getpage_gfp goes down, and
surprisingly mark_page_accessed goes way up - I think because they are
respectively where the cache gets to be reloaded after being purged by
clear or copy.

Suggested-by: Nick Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tmpfs: enable NOSEC optimization

Let tmpfs into the NOSEC optimization (avoiding file_remove_suid()
overhead on most common writes): set MS_NOSEC on its superblocks.

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: Andi Kleen <andi@firstfloor.org>
Cc: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>
Cc: Cong Wang <xiyou.wangcong@gmail.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

shmem: replace page if mapping excludes its zone

The GMA500 GPU driver uses GEM shmem objects, but with a new twist: the
backing RAM has to be below 4GB.  Not a problem while the boards
supported only 4GB: but now Intel's D2700MUD boards support 8GB, and
their GMA3600 is managed by the GMA500 driver.

shmem/tmpfs has never pretended to support hardware restrictions on the
backing memory, but it might have appeared to do so before v3.1, and
even now it works fine until a page is swapped out then back in.  When
read_cache_page_gfp() supplied a freshly allocated page for copy, that
compensated for whatever choice might have been made by earlier swapin
readahead; but swapoff was likely to destroy the illusion.

We'd like to continue to support GMA500, so now add a new
shmem_should_replace_page() check on the zone when about to move a page
from swapcache to filecache (in swapin and swapoff cases), with
shmem_replace_page() to allocate and substitute a suitable page (given
gma500/gem.c's mapping_set_gfp_mask GFP_KERNEL | __GFP_DMA32).

This does involve a minor extension to mem_cgroup_replace_page_cache()
(the page may or may not have already been charged); and I've removed a
comment and call to mem_cgroup_uncharge_cache_page(), which in fact is
always a no-op while PageSwapCache.

Also removed optimization of an unlikely path in shmem_getpage_gfp(),
now that we need to check PageSwapCache more carefully (a racing caller
might already have made the copy).  And at one point shmem_unuse_inode()
needs to use the hitherto private page_swapcount(), to guard against
racing with inode eviction.

It would make sense to extend shmem_should_replace_page(), to cover
cpuset and NUMA mempolicy restrictions too, but set that aside for now:
needs a cleanup of shmem mempolicy handling, and more testing, and ought
to handle swap faults in do_swap_page() as well as shmem.

Signed-off-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Alan Cox <alan@lxorguk.ukuu.org.uk>
Cc: Stephane Marchesin <marcheu@chromium.org>
Cc: Andi Kleen <andi@firstfloor.org>
Cc: Dave Airlie <airlied@gmail.com>
Cc: Daniel Vetter <daniel@ffwll.ch>
Cc: Rob Clark <rob.clark@linaro.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: compaction: handle incorrect MIGRATE_UNMOVABLE type pageblocks

When MIGRATE_UNMOVABLE pages are freed from MIGRATE_UNMOVABLE type
pageblock (and some MIGRATE_MOVABLE pages are left in it) waiting until an
allocation takes ownership of the block may take too long.  The type of
the pageblock remains unchanged so the pageblock cannot be used as a
migration target during compaction.

Fix it by:

* Adding enum compact_mode (COMPACT_ASYNC_[MOVABLE,UNMOVABLE], and
  COMPACT_SYNC) and then converting sync field in struct compact_control
  to use it.

* Adding nr_pageblocks_skipped field to struct compact_control and
  tracking how many destination pageblocks were of MIGRATE_UNMOVABLE type.
   If COMPACT_ASYNC_MOVABLE mode compaction ran fully in
  try_to_compact_pages() (COMPACT_COMPLETE) it implies that there is not a
  suitable page for allocation.  In this case then check how if there were
  enough MIGRATE_UNMOVABLE pageblocks to try a second pass in
  COMPACT_ASYNC_UNMOVABLE mode.

* Scanning the MIGRATE_UNMOVABLE pageblocks (during COMPACT_SYNC and
  COMPACT_ASYNC_UNMOVABLE compaction modes) and building a count based on
  finding PageBuddy pages, page_count(page) == 0 or PageLRU pages.  If all
  pages within the MIGRATE_UNMOVABLE pageblock are in one of those three
  sets change the whole pageblock type to MIGRATE_MOVABLE.

My particular test case (on a ARM EXYNOS4 device with 512 MiB, which means
131072 standard 4KiB pages in 'Normal' zone) is to:

- allocate 120000 pages for kernel's usage
- free every second page (60000 pages) of memory just allocated
- allocate and use 60000 pages from user space
- free remaining 60000 pages of kernel memory
  (now we have fragmented memory occupied mostly by user space pages)
- try to allocate 100 order-9 (2048 KiB) pages for kernel's usage

The results:
- with compaction disabled I get 11 successful allocations
- with compaction enabled - 14 successful allocations
- with this patch I'm able to get all 100 successful allocations

NOTE: If we can make kswapd aware of order-0 request during compaction, we
can enhance kswapd with changing mode to COMPACT_ASYNC_FULL
(COMPACT_ASYNC_MOVABLE + COMPACT_ASYNC_UNMOVABLE).  Please see the
following thread:

http://marc.info/?l=linux-mm&m=133552069417068&w=2

[minchan@kernel.org: minor cleanups]
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Marek Szyprowski <m.szyprowski@samsung.com>
Signed-off-by: Bartlomiej Zolnierkiewicz <b.zolnierkie@samsung.com>
Signed-off-by: Kyungmin Park <kyungmin.park@samsung.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: remove sparsemem allocation details from the bootmem allocator

alloc_bootmem_section() derives allocation area constraints from the
specified sparsemem section.  This is a bit specific for a generic memory
allocator like bootmem, though, so move it over to sparsemem.

As __alloc_bootmem_node_nopanic() already retries failed allocations with
relaxed area constraints, the fallback code in sparsemem.c can be removed
and the code becomes a bit more compact overall.

[akpm@linux-foundation.org: fix build]
Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: bootmem: pass pgdat instead of pgdat->bdata down the stack

Pass down the node descriptor instead of the more specific bootmem node
descriptor down the call stack, like nobootmem does, when there is no good
reason for the two to be different.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: nobootmem: unify allocation policy of (non-)panicking node allocations

While the panicking node-specific allocation function tries to satisfy
node+goal, goal, node, anywhere, the non-panicking function still does
node+goal, goal, anywhere.

Make it simpler: define the panicking version in terms of the non-panicking
one, like the node-agnostic interface, so they always behave the same way
apart from how to deal with allocation failure.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: nobootmem: panic on node-specific allocation failure

__alloc_bootmem_node and __alloc_bootmem_low_node documentation claims
the functions panic on allocation failure.  Do it.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: bootmem: unify allocation policy of (non-)panicking node allocations

While the panicking node-specific allocation function tries to satisfy
node+goal, goal, node, anywhere, the non-panicking function still does
node+goal, goal, anywhere.

Make it simpler: define the panicking version in terms of the
non-panicking one, like the node-agnostic interface, so they always behave
the same way apart from how to deal with allocation failure.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: bootmem: allocate in order node+goal, goal, node, anywhere

Match the nobootmem version of __alloc_bootmem_node.  Try to satisfy both
the node and the goal, then just the goal, then just the node, then
allocate anywhere before panicking.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: bootmem: split out goal-to-node mapping from goal dropping

Matching the desired goal to the right node is one thing, dropping the
goal when it can not be satisfied is another.  Split this into separate
functions so that subsequent patches can use the node-finding but drop and
handle the goal fallback on their own terms.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: bootmem: rename alloc_bootmem_core to alloc_bootmem_bdata

Callsites need to provide a bootmem_data_t *, make the naming more
descriptive.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: bootmem: remove redundant offset check when finally freeing bootmem

When bootmem releases an unaligned BITS_PER_LONG pages chunk of memory
to the page allocator, it checks the bitmap if there are still
unreserved pages in the chunk (set bits), but also if the offset in the
chunk indicates BITS_PER_LONG loop iterations already.

But since the consulted bitmap is only a one-word-excerpt of the full
per-node bitmap, there can not be more than BITS_PER_LONG bits set in
it.  The additional offset check is unnecessary.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: bootmem: fix checking the bitmap when finally freeing bootmem

When bootmem releases an unaligned chunk of memory at the beginning of a
node to the page allocator, it iterates from that unaligned PFN but
checks an aligned word of the page bitmap.  The checked bits do not
correspond to the PFNs and, as a result, reserved pages can be freed.

Properly shift the bitmap word so that the lowest bit corresponds to the
starting PFN before entering the freeing loop.

This bug has been around since commit 41546c17418f ("bootmem: clean up
free_all_bootmem_core") (2.6.27) without known reports.

Signed-off-by: Gavin Shan <shangw@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Acked-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/page_alloc.c: remove pageblock_default_order()

This has always been broken: one version takes an unsigned int and the
other version takes no arguments.  This bug was hidden because one
version of set_pageblock_order() was a macro which doesn't evaluate its
argument.

Simplify it all and remove pageblock_default_order() altogether.

Reported-by: rajman mekaco <rajman.mekaco@gmail.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Minchan Kim <minchan.kim@gmail.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: move is_vma_temporary_stack() declaration to huge_mm.h

When transparent_hugepage_enabled() is used outside mm/, such as in
arch/x86/xx/tlb.c:

+       if (!cpu_has_invlpg || vma->vm_flags & VM_HUGETLB
+                       || transparent_hugepage_enabled(vma)) {
+               flush_tlb_mm(vma->vm_mm);

is_vma_temporary_stack() isn't referenced in huge_mm.h, so it has compile
errors:

  arch/x86/mm/tlb.c: In function `flush_tlb_range':
  arch/x86/mm/tlb.c:324:4: error: implicit declaration of function `is_vma_temporary_stack' [-Werror=implicit-function-declaration]

Since is_vma_temporay_stack() is just used in rmap.c and huge_memory.c, it
is better to move it to huge_mm.h from rmap.h to avoid such errors.

Signed-off-by: Alex Shi <alex.shi@intel.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

tools/vm/page-types.c: cleanups

Compiling page-type.c with a recent compiler produces many warnings,
mostly related to signed/unsigned comparisons.  This patch cleans up most
of them.

One remaining warning is about an unused parameter.  The <compiler.h> file
doesn't define a __unused macro (or the like) yet.  This can be addressed
later.

Signed-off-by: Ulrich Drepper <drepper@gmail.com>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Fengguang Wu <fengguang.wu@intel.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

kbuild: install kernel-page-flags.h

Programs using /proc/kpageflags need to know about the various flags.  The
<linux/kernel-page-flags.h> provides them and the comments in the file
indicate that it is supposed to be used by user-level code.  But the file
is not installed.

Install the headers and mark the unstable flags as out-of-bounds.  The
page-type tool is also adjusted to not duplicate the definitions

Signed-off-by: Ulrich Drepper <drepper@gmail.com>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Fengguang Wu <fengguang.wu@intel.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: print physical addresses consistently with other parts of kernel

Print physical address info in a style consistent with the %pR style used
elsewhere in the kernel.  For example:

    -Zone PFN ranges:
    +Zone ranges:
    -  DMA32    0x00000010 -> 0x00100000
    +  DMA32    [mem 0x00010000-0xffffffff]
    -  Normal   0x00100000 -> 0x01080000
    +  Normal   [mem 0x100000000-0x107fffffff]

Signed-off-by: Bjorn Helgaas <bhelgaas@google.com>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
Cc: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
Cc: "H. Peter Anvin" <hpa@zytor.com>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

swiotlb: print physical addresses consistently with other parts of kernel

Print swiotlb info in a style consistent with the %pR style used elsewhere
in the kernel.  For example:

    -Placing 64MB software IO TLB between ffff88007a662000 - ffff88007e662000
    -software IO TLB at phys 0x7a662000 - 0x7e662000
    +software IO TLB [mem 0x7a662000-0x7e661fff] (64MB) mapped at [ffff88007a662000-ffff88007e661fff]

Signed-off-by: Bjorn Helgaas <bhelgaas@google.com>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
Cc: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
Cc: "H. Peter Anvin" <hpa@zytor.com>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

x86: print physical addresses consistently with other parts of kernel

Print physical address info in a style consistent with the %pR style used
elsewhere in the kernel.  For example:

    -found SMP MP-table at [ffff8800000fce90] fce90
    +found SMP MP-table at [mem 0x000fce90-0x000fce9f] mapped at [ffff8800000fce90]
    -initial memory mapped : 0 - 20000000
    +initial memory mapped: [mem 0x00000000-0x1fffffff]
    -Base memory trampoline at [ffff88000009c000] 9c000 size 8192
    +Base memory trampoline [mem 0x0009c000-0x0009dfff] mapped at [ffff88000009c000]
    -SRAT: Node 0 PXM 0 0-80000000
    +SRAT: Node 0 PXM 0 [mem 0x00000000-0x7fffffff]

Signed-off-by: Bjorn Helgaas <bhelgaas@google.com>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
Cc: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
Cc: "H. Peter Anvin" <hpa@zytor.com>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

x86: print e820 physical addresses consistently with other parts of kernel

Print physical address info in a style consistent with the %pR style used
elsewhere in the kernel.  For example:

    -BIOS-provided physical RAM map:
    +e820: BIOS-provided physical RAM map:
    - BIOS-e820: 0000000000000100 - 000000000009e000 (usable)
    +BIOS-e820: [mem 0x0000000000000100-0x000000000009dfff] usable
    -Allocating PCI resources starting at 90000000 (gap: 90000000:6ed1c000)
    +e820: [mem 0x90000000-0xfed1bfff] available for PCI devices
    -reserve RAM buffer: 000000000009e000 - 000000000009ffff
    +e820: reserve RAM buffer [mem 0x0009e000-0x0009ffff]

Signed-off-by: Bjorn Helgaas <bhelgaas@google.com>
Cc: Yinghai Lu <yinghai@kernel.org>
Cc: Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
Cc: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
Cc: "H. Peter Anvin" <hpa@zytor.com>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

bug: completely remove code generated by disabled VM_BUG_ON()

Even if CONFIG_DEBUG_VM=n gcc genereates code for some VM_BUG_ON()

for example VM_BUG_ON(!PageCompound(page) || !PageHead(page)); in
do_huge_pmd_wp_page() generates 114 bytes of code.

But they mostly disappears when I split this VM_BUG_ON into two:

  -VM_BUG_ON(!PageCompound(page) || !PageHead(page));
  +VM_BUG_ON(!PageCompound(page));
  +VM_BUG_ON(!PageHead(page));

weird... but anyway after this patch code disappears completely.

  add/remove: 0/0 grow/shrink: 7/97 up/down: 135/-1784 (-1649)

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Cc: Geert Uytterhoeven <geert@linux-m68k.org>
Cc: "H. Peter Anvin" <hpa@zytor.com>
Cc: Cong Wang <xiyou.wangcong@gmail.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

bug: introduce BUILD_BUG_ON_INVALID() macro

Sometimes we want to check some expressions correctness at compile time.
"(void)(e);" or "if (e);" can be dangerous if the expression has
side-effects, and gcc sometimes generates a lot of code, even if the
expression has no effect.

This patch introduces macro BUILD_BUG_ON_INVALID() for such checks, it
forces a compilation error if expression is invalid without any extra
code.

[Cast to "long" required because sizeof does not work for bit-fields.]

Signed-off-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Cc: Geert Uytterhoeven <geert@linux-m68k.org>
Cc: "H. Peter Anvin" <hpa@zytor.com>
Cc: Cong Wang <xiyou.wangcong@gmail.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

Cross Memory Attach: make it Kconfigurable

Add a Kconfig option to allow people who don't want cross memory attach to
not have it included in their build.

Signed-off-by: Chris Yeoh <yeohc@au1.ibm.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

Documentation: memcg: future proof hierarchical statistics documentation

The hierarchical versions of per-memcg counters in memory.stat are all
calculated the same way and are all named total_<counter>.

Documenting the pattern is easier for maintenance than listing each
counter twice.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Ying Han <yinghan@google.com>
Randy Dunlap <rdunlap@xenotime.net>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm, thp: drop page_table_lock to uncharge memcg pages

mm->page_table_lock is hotly contested for page fault tests and isn't
necessary to do mem_cgroup_uncharge_page() in do_huge_pmd_wp_page().

Signed-off-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Reviewed-by: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: rename is_mlocked_vma() to mlocked_vma_newpage()

Andrew pointed out that the is_mlocked_vma() is misnamed.  A function
with name like that would expect bool return and no side-effects.

Since it is called on the fault path for new page, rename it in this
patch.

Signed-off-by: Ying Han <yinghan@google.com>
Reviewed-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujtisu.com>
Reviewed-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
[akpm@linux-foundation.org: s/mlock_vma_newpage/mlock_vma_newpage/, per Minchan]
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: memcg: count pte references from every member of the reclaimed hierarchy

The rmap walker checking page table references has historically ignored
references from VMAs that were not part of the memcg that was being
reclaimed during memcg hard limit reclaim.

When transitioning global reclaim to memcg hierarchy reclaim, I missed
that bit and now references from outside a memcg are ignored even during
global reclaim.

Reverting back to traditional behaviour - count all references during
global reclaim and only mind references of the memcg being reclaimed
during limit reclaim would be one option.

However, the more generic idea is to ignore references exactly then when
they are outside the hierarchy that is currently under reclaim; because
only then will their reclamation be of any use to help the pressure
situation.  It makes no sense to ignore references from a sibling memcg
and then evict a page that will be immediately refaulted by that sibling
which contributes to the same usage of the common ancestor under
reclaim.

The solution: make the rmap walker ignore references from VMAs that are
not part of the hierarchy that is being reclaimed.

Flat limit reclaim will stay the same, hierarchical limit reclaim will
mind the references only to pages that the hierarchy owns.  Global
reclaim, since it reclaims from all memcgs, will be fixed to regard all
references.

[akpm@linux-foundation.org: name the args in the declaration]
Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Reported-by: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: Konstantin Khlebnikov<khlebnikov@openvz.org>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Li Zefan <lizf@cn.fujitsu.com>
Cc: Li Zefan <lizf@cn.fujitsu.com>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

kernel: cgroup: push rcu read locking from css_is_ancestor() to callsite

Library functions should not grab locks when the callsites can do it,
even if the lock nests like the rcu read-side lock does.

Push the rcu_read_lock() from css_is_ancestor() to its single user,
mem_cgroup_same_or_subtree() in preparation for another user that may
already hold the rcu read-side lock.

Signed-off-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Acked-by: Li Zefan <lizf@cn.fujitsu.com>
Cc: Li Zefan <lizf@cn.fujitsu.com>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: do_migrate_pages(): rename arguments

s/from_nodes/from and s/to_nodes/to/.  The "_nodes" is redundant - it
duplicates the argument's type.

Done in a fit of irritation over 80-col issues :(

Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: KOSAKI Motohiro <mkosaki@redhat.com>
Cc: Larry Woodman <lwoodman@redhat.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Cc: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: do_migrate_pages() calls migrate_to_node() even if task is already on a correct node

While running an application that moves tasks from one cpuset to another
I noticed that it takes much longer and moves many more pages than
expected.

The reason for this is do_migrate_pages() does its best to preserve the
relative node differential from the first node of the cpuset because the
application may have been written with that in mind.  If memory was
interleaved on the nodes of the source cpuset by an application
do_migrate_pages() will try its best to maintain that interleaving on
the nodes of the destination cpuset.  This means copying the memory from
all source nodes to the destination nodes even if the source and
destination nodes overlap.

This is a problem for userspace NUMA placement tools.  The amount of
time spent doing extra memory moves cancels out some of the NUMA
performance improvements.  Furthermore, if the number of source and
destination nodes are to maintain the previous interleaving layout
anyway.

This patch changes do_migrate_pages() to only preserve the relative
layout inside the program if the number of NUMA nodes in the source and
destination mask are the same.  If the number is different, we do a much
more efficient migration by not touching memory that is in an allowed
node.

This preserves the old behaviour for programs that want it, while
allowing a userspace NUMA placement tool to use the new, faster
migration.  This improves performance in our tests by up to a factor of
7.

Without this change migrating tasks from a cpuset containing nodes 0-7
to a cpuset containing nodes 3-4, we migrate from ALL the nodes even if
they are in the both the source and destination nodesets:

   Migrating 7 to 4
   Migrating 6 to 3
   Migrating 5 to 4
   Migrating 4 to 3
   Migrating 1 to 4
   Migrating 3 to 4
   Migrating 0 to 3
   Migrating 2 to 3

With this change we only migrate from nodes that are not in the
destination nodesets:

   Migrating 7 to 4
   Migrating 6 to 3
   Migrating 5 to 4
   Migrating 2 to 3
   Migrating 1 to 4
   Migrating 0 to 3

Yet if we move from a cpuset containing nodes 2,3,4 to a cpuset
containing 3,4,5 we still do move everything so that we preserve the
desired NUMA offsets:

   Migrating 4 to 5
   Migrating 3 to 4
   Migrating 2 to 3

As far as performance is concerned this simple patch improves the time
it takes to move 14, 20 and 26 large tasks from a cpuset containing
nodes 0-7 to a cpuset containing nodes 1 & 3 by up to a factor of 7.
Here are the timings with and without the patch:

BEFORE PATCH -- Move times: 59, 140, 651 seconds
============

  Moving 14 tasks from nodes (0-7) to nodes (1,3)
  numad(8780) do_migrate_pages (mm=0xffff88081d414400
  from_nodes=0xffff880818c81d28 to_nodes=0xffff880818c81ce8 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d414400 source=0x7 dest=0x3 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d414400 source=0x6 dest=0x1 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d414400 source=0x5 dest=0x3 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d414400 source=0x4 dest=0x1 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d414400 source=0x2 dest=0x1 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d414400 source=0x1 dest=0x3 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d414400 source=0x0 dest=0x1 flags=0x4)
  (Above moves repeated for each of the 14 tasks...)
  PID 8890 moved to node(s) 1,3 in 59.2 seconds

  Moving 20 tasks from nodes (0-7) to nodes (1,4-5)
  numad(8780) do_migrate_pages (mm=0xffff88081d88c700
  from_nodes=0xffff880818c81d28 to_nodes=0xffff880818c81ce8 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d88c700 source=0x7 dest=0x4 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d88c700 source=0x6 dest=0x1 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d88c700 source=0x3 dest=0x1 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d88c700 source=0x2 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d88c700 source=0x1 dest=0x4 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d88c700 source=0x0 dest=0x1 flags=0x4)
  (Above moves repeated for each of the 20 tasks...)
  PID 8962 moved to node(s) 1,4-5 in 139.88 seconds

  Moving 26 tasks from nodes (0-7) to nodes (1-3,5)
  numad(8780) do_migrate_pages (mm=0xffff88081d5bc740
  from_nodes=0xffff880818c81d28 to_nodes=0xffff880818c81ce8 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d5bc740 source=0x7 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d5bc740 source=0x6 dest=0x3 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d5bc740 source=0x5 dest=0x2 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d5bc740 source=0x3 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d5bc740 source=0x2 dest=0x3 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d5bc740 source=0x1 dest=0x2 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d5bc740 source=0x0 dest=0x1 flags=0x4)
  numad(8780) migrate_to_node (mm=0xffff88081d5bc740 source=0x4 dest=0x1 flags=0x4)
  (Above moves repeated for each of the 26 tasks...)
  PID 9058 moved to node(s) 1-3,5 in 651.45 seconds

AFTER PATCH -- Move times: 42, 56, 93 seconds
===========

  Moving 14 tasks from nodes (0-7) to nodes (5,7)
  numad(33209) do_migrate_pages (mm=0xffff88101d5ff140
  from_nodes=0xffff88101e7b5d28 to_nodes=0xffff88101e7b5ce8 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d5ff140 source=0x6 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d5ff140 source=0x4 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d5ff140 source=0x3 dest=0x7 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d5ff140 source=0x2 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d5ff140 source=0x1 dest=0x7 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d5ff140 source=0x0 dest=0x5 flags=0x4)
  (Above moves repeated for each of the 14 tasks...)
  PID 33221 moved to node(s) 5,7 in 41.67 seconds

  Moving 20 tasks from nodes (0-7) to nodes (1,3,5)
  numad(33209) do_migrate_pages (mm=0xffff88101d6c37c0
  from_nodes=0xffff88101e7b5d28 to_nodes=0xffff88101e7b5ce8 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d6c37c0 source=0x7 dest=0x3 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d6c37c0 source=0x6 dest=0x1 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d6c37c0 source=0x4 dest=0x3 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d6c37c0 source=0x2 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d6c37c0 source=0x0 dest=0x1 flags=0x4)
  (Above moves repeated for each of the 20 tasks...)
  PID 33289 moved to node(s) 1,3,5 in 56.3 seconds

  Moving 26 tasks from nodes (0-7) to nodes (1,3,5,7)
  numad(33209) do_migrate_pages (mm=0xffff88101d924400
  from_nodes=0xffff88101e7b5d28 to_nodes=0xffff88101e7b5ce8 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d924400 source=0x6 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d924400 source=0x4 dest=0x1 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d924400 source=0x2 dest=0x5 flags=0x4)
  numad(33209) migrate_to_node (mm=0xffff88101d924400 source=0x0 dest=0x1 flags=0x4)
  (Above moves repeated for each of the 26 tasks...)
  PID 33372 moved to node(s) 1,3,5,7 in 92.67 seconds

[akpm@linux-foundation.org: clean up comment layout]
Signed-off-by: Larry Woodman <lwoodman@redhat.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Reviewed-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

thp, memcg: split hugepage for memcg oom on cow

On COW, a new hugepage is allocated and charged to the memcg.  If the
system is oom or the charge to the memcg fails, however, the fault
handler will return VM_FAULT_OOM which results in an oom kill.

Instead, it's possible to fallback to splitting the hugepage so that the
COW results only in an order-0 page being allocated and charged to the
memcg which has a higher liklihood to succeed.  This is expensive
because the hugepage must be split in the page fault handler, but it is
much better than unnecessarily oom killing a process.

Signed-off-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Cc: Johannes Weiner <jweiner@redhat.com>
Acked-by: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/vmstat.c: remove debug fs entries on failure of file creation and made extfrag_debug_root dentry local

Remove debug fs files and directory on failure.  Since no one is using
"extfrag_debug_root" dentry outside of extfrag_debug_init(), make it
local to the function.

Signed-off-by: Sasikantha babu <sasikanth.v19@gmail.com>
Acked-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Acked-by: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/fork: fix overflow in vma length when copying mmap on clone

The vma length in dup_mmap is calculated and stored in a unsigned int,
which is insufficient and hence overflows for very large maps (beyond
16TB). The following program demonstrates this:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>

#define GIG 1024 * 1024 * 1024L
#define EXTENT 16393

int main(void)
{
        int i, r;
        void *m;
        char buf[1024];

        for (i = 0; i < EXTENT; i++) {
                m = mmap(NULL, (size_t) 1 * 1024 * 1024 * 1024L,
                         PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);

                if (m == (void *)-1)
                        printf("MMAP Failed: %d\n", m);
                else
                        printf("%d : MMAP returned %p\n", i, m);

                r = fork();

                if (r == 0) {
                        printf("%d: successed\n", i);
                        return 0;
                } else if (r < 0)
                        printf("FORK Failed: %d\n", r);
                else if (r > 0)
                        wait(NULL);
        }
        return 0;
}

Increase the storage size of the result to unsigned long, which is
sufficient for storing the difference between addresses.

Signed-off-by: Siddhesh Poyarekar <siddhesh.poyarekar@gmail.com>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Oleg Nesterov <oleg@redhat.com>
Cc: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
Cc: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Acked-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/mmap.c: find_vma(): remove unnecessary if(mm) check

The "if (mm)" check is not required in find_vma, as the kernel code
calls find_vma only when it is absolutely sure that the mm_struct arg to
it is non-NULL.

Remove the if(mm) check and adding the a WARN_ONCE(!mm) for now.  This
will serve the purpose of mandating that the execution
context(user-mode/kernel-mode) be known before find_vma is called.  Also
fixed 2 checkpatch.pl errors in the declaration of the rb_node and
vma_tmp local variables.

I was browsing through the internet and read a discussion at
https://lkml.org/lkml/2012/3/27/342 which discusses removal of the
validation check within find_vma.  Since no-one responded, I decided to
send this patch with Andrew's suggestions.

[akpm@linux-foundation.org: add remove-me comment]
Signed-off-by: Rajman Mekaco <rajman.mekaco@gmail.com>
Cc: Kautuk Consul <consul.kautuk@gmail.com>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: use kcalloc() instead of kzalloc() to allocate array

The advantage of kcalloc is, that will prevent integer overflows which
could result from the multiplication of number of elements and size and
it is also a bit nicer to read.

The semantic patch that makes this change is available in
https://lkml.org/lkml/2011/11/25/107

Signed-off-by: Thomas Meyer <thomas@m3y3r.de>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: fix off-by-one bug in print_nodes_state()

/sys/devices/system/node/{online,possible} outputs a garbage byte
because print_nodes_state() returns content size + 1.  To fix the bug,
the patch changes the use of cpuset_sprintf_cpulist to follow the use at
other places, which is clearer and safer.

This bug was introduced in v2.6.24 (commit bde631a51876: "mm: add node
states sysfs class attributeS").

Signed-off-by: Ryota Ozaki <ozaki.ryota@gmail.com>
Cc: Lee Schermerhorn <Lee.Schermerhorn@hp.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: vmscan: remove reclaim_mode_t

There is little motiviation for reclaim_mode_t once RECLAIM_MODE_[A]SYNC
and lumpy reclaim have been removed.  This patch gets rid of
reclaim_mode_t as well and improves the documentation about what
reclaim/compaction is and when it is triggered.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Ying Han <yinghan@google.com>
Cc: Andy Whitcroft <apw@shadowen.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: vmscan: do not stall on writeback during memory compaction

This patch stops reclaim/compaction entering sync reclaim as this was
only intended for lumpy reclaim and an oversight.  Page migration has
its own logic for stalling on writeback pages if necessary and memory
compaction is already using it.

Waiting on page writeback is bad for a number of reasons but the primary
one is that waiting on writeback to a slow device like USB can take a
considerable length of time.  Page reclaim instead uses
wait_iff_congested() to throttle if too many dirty pages are being
scanned.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Ying Han <yinghan@google.com>
Cc: Andy Whitcroft <apw@shadowen.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: vmscan: remove lumpy reclaim

This series removes lumpy reclaim and some stalling logic that was
unintentionally being used by memory compaction.  The end result is that
stalling on dirty pages during page reclaim now depends on
wait_iff_congested().

Four kernels were compared

  3.3.0     vanilla
  3.4.0-rc2 vanilla
  3.4.0-rc2 lumpyremove-v2 is patch one from this series
  3.4.0-rc2 nosync-v2r3 is the full series

Removing lumpy reclaim saves almost 900 bytes of text whereas the full
series removes 1200 bytes.

     text     data      bss       dec     hex  filename
  6740375  1927944  2260992  10929311  a6c49f  vmlinux-3.4.0-rc2-vanilla
  6739479  1927944  2260992  10928415  a6c11f  vmlinux-3.4.0-rc2-lumpyremove-v2
  6739159  1927944  2260992  10928095  a6bfdf  vmlinux-3.4.0-rc2-nosync-v2

There are behaviour changes in the series and so tests were run with
monitoring of ftrace events.  This disrupts results so the performance
results are distorted but the new behaviour should be clearer.

fs-mark running in a threaded configuration showed little of interest as
it did not push reclaim aggressively

  FS-Mark Multi Threaded
                          3.3.0-vanilla       rc2-vanilla       lumpyremove-v2r3       nosync-v2r3
  Files/s  min           3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)
  Files/s  mean          3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)
  Files/s  stddev        0.00 ( 0.00%)        0.00 ( 0.00%)        0.00 ( 0.00%)        0.00 ( 0.00%)
  Files/s  max           3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)        3.20 ( 0.00%)
  Overhead min      508667.00 ( 0.00%)   521350.00 (-2.49%)   544292.00 (-7.00%)   547168.00 (-7.57%)
  Overhead mean     551185.00 ( 0.00%)   652690.73 (-18.42%)   991208.40 (-79.83%)   570130.53 (-3.44%)
  Overhead stddev    18200.69 ( 0.00%)   331958.29 (-1723.88%)  1579579.43 (-8578.68%)     9576.81 (47.38%)
  Overhead max      576775.00 ( 0.00%)  1846634.00 (-220.17%)  6901055.00 (-1096.49%)   585675.00 (-1.54%)
  MMTests Statistics: duration
  Sys Time Running Test (seconds)             309.90    300.95    307.33    298.95
  User+Sys Time Running Test (seconds)        319.32    309.67    315.69    307.51
  Total Elapsed Time (seconds)               1187.85   1193.09   1191.98   1193.73

  MMTests Statistics: vmstat
  Page Ins                                       80532       82212       81420       79480
  Page Outs                                  111434984   111456240   111437376   111582628
  Swap Ins                                           0           0           0           0
  Swap Outs                                          0           0           0           0
  Direct pages scanned                           44881       27889       27453       34843
  Kswapd pages scanned                        25841428    25860774    25861233    25843212
  Kswapd pages reclaimed                      25841393    25860741    25861199    25843179
  Direct pages reclaimed                         44881       27889       27453       34843
  Kswapd efficiency                                99%         99%         99%         99%
  Kswapd velocity                            21754.791   21675.460   21696.029   21649.127
  Direct efficiency                               100%        100%        100%        100%
  Direct velocity                               37.783      23.375      23.031      29.188
  Percentage direct scans                           0%          0%          0%          0%

ftrace showed that there was no stalling on writeback or pages submitted
for IO from reclaim context.

postmark was similar and while it was more interesting, it also did not
push reclaim heavily.

  POSTMARK
                                       3.3.0-vanilla       rc2-vanilla  lumpyremove-v2r3       nosync-v2r3
  Transactions per second:               16.00 ( 0.00%)    20.00 (25.00%)    18.00 (12.50%)    17.00 ( 6.25%)
  Data megabytes read per second:        18.80 ( 0.00%)    24.27 (29.10%)    22.26 (18.40%)    20.54 ( 9.26%)
  Data megabytes written per second:     35.83 ( 0.00%)    46.25 (29.08%)    42.42 (18.39%)    39.14 ( 9.24%)
  Files created alone per second:        28.00 ( 0.00%)    38.00 (35.71%)    34.00 (21.43%)    30.00 ( 7.14%)
  Files create/transact per second:       8.00 ( 0.00%)    10.00 (25.00%)     9.00 (12.50%)     8.00 ( 0.00%)
  Files deleted alone per second:       556.00 ( 0.00%)  1224.00 (120.14%)  3062.00 (450.72%)  6124.00 (1001.44%)
  Files delete/transact per second:       8.00 ( 0.00%)    10.00 (25.00%)     9.00 (12.50%)     8.00 ( 0.00%)

  MMTests Statistics: duration
  Sys Time Running Test (seconds)             113.34    107.99    109.73    108.72
  User+Sys Time Running Test (seconds)        145.51    139.81    143.32    143.55
  Total Elapsed Time (seconds)               1159.16    899.23    980.17   1062.27

  MMTests Statistics: vmstat
  Page Ins                                    13710192    13729032    13727944    13760136
  Page Outs                                   43071140    42987228    42733684    42931624
  Swap Ins                                           0           0           0           0
  Swap Outs                                          0           0           0           0
  Direct pages scanned                               0           0           0           0
  Kswapd pages scanned                         9941613     9937443     9939085     9929154
  Kswapd pages reclaimed                       9940926     9936751     9938397     9928465
  Direct pages reclaimed                             0           0           0           0
  Kswapd efficiency                                99%         99%         99%         99%
  Kswapd velocity                             8576.567   11051.058   10140.164    9347.109
  Direct efficiency                               100%        100%        100%        100%
  Direct velocity                                0.000       0.000       0.000       0.000

It looks like here that the full series regresses performance but as
ftrace showed no usage of wait_iff_congested() or sync reclaim I am
assuming it's a disruption due to monitoring.  Other data such as memory
usage, page IO, swap IO all looked similar.

Running a benchmark with a plain DD showed nothing very interesting.
The full series stalled in wait_iff_congested() slightly less but stall
times on vanilla kernels were marginal.

Running a benchmark that hammered on file-backed mappings showed stalls
due to congestion but not in sync writebacks

  MICRO
                                       3.3.0-vanilla       rc2-vanilla  lumpyremove-v2r3       nosync-v2r3
  MMTests Statistics: duration
  Sys Time Running Test (seconds)             308.13    294.50    298.75    299.53
  User+Sys Time Running Test (seconds)        330.45    316.28    318.93    320.79
  Total Elapsed Time (seconds)               1814.90   1833.88   1821.14   1832.91

  MMTests Statistics: vmstat
  Page Ins                                      108712      120708       97224      110344
  Page Outs                                  155514576   156017404   155813676   156193256
  Swap Ins                                           0           0           0           0
  Swap Outs                                          0           0           0           0
  Direct pages scanned                         2599253     1550480     2512822     2414760
  Kswapd pages scanned                        69742364    71150694    68839041    69692533
  Kswapd pages reclaimed                      34824488    34773341    34796602    34799396
  Direct pages reclaimed                         53693       94750       61792       75205
  Kswapd efficiency                                49%         48%         50%         49%
  Kswapd velocity                            38427.662   38797.901   37799.972   38022.889
  Direct efficiency                                 2%          6%          2%          3%
  Direct velocity                             1432.174     845.464    1379.807    1317.446
  Percentage direct scans                           3%          2%          3%          3%
  Page writes by reclaim                             0           0           0           0
  Page writes file                                   0           0           0           0
  Page writes anon                                   0           0           0           0
  Page reclaim immediate                             0           0           0        1218
  Page rescued immediate                             0           0           0           0
  Slabs scanned                                  15360       16384       13312       16384
  Direct inode steals                                0           0           0           0
  Kswapd inode steals                             4340        4327        1630        4323

  FTrace Reclaim Statistics: congestion_wait
  Direct number congest     waited                 0          0          0          0
  Direct time   congest     waited               0ms        0ms        0ms        0ms
  Direct full   congest     waited                 0          0          0          0
  Direct number conditional waited               900        870        754        789
  Direct time   conditional waited               0ms        0ms        0ms       20ms
  Direct full   conditional waited                 0          0          0          0
  KSwapd number congest     waited              2106       2308       2116       1915
  KSwapd time   congest     waited          139924ms   157832ms   125652ms   132516ms
  KSwapd full   congest     waited              1346       1530       1202       1278
  KSwapd number conditional waited             12922      16320      10943      14670
  KSwapd time   conditional waited               0ms        0ms        0ms        0ms
  KSwapd full   conditional waited                 0          0          0          0

Reclaim statistics are not radically changed.  The stall times in kswapd
are massive but it is clear that it is due to calls to congestion_wait()
and that is almost certainly the call in balance_pgdat().  Otherwise
stalls due to dirty pages are non-existant.

I ran a benchmark that stressed high-order allocation.  This is very
artifical load but was used in the past to evaluate lumpy reclaim and
compaction.  Generally I look at allocation success rates and latency
figures.

  STRESS-HIGHALLOC
                   3.3.0-vanilla       rc2-vanilla  lumpyremove-v2r3       nosync-v2r3
  Pass 1          81.00 ( 0.00%)    28.00 (-53.00%)    24.00 (-57.00%)    28.00 (-53.00%)
  Pass 2          82.00 ( 0.00%)    39.00 (-43.00%)    38.00 (-44.00%)    43.00 (-39.00%)
  while Rested    88.00 ( 0.00%)    87.00 (-1.00%)    88.00 ( 0.00%)    88.00 ( 0.00%)

  MMTests Statistics: duration
  Sys Time Running Test (seconds)             740.93    681.42    685.14    684.87
  User+Sys Time Running Test (seconds)       2922.65   3269.52   3281.35   3279.44
  Total Elapsed Time (seconds)               1161.73   1152.49   1159.55   1161.44

  MMTests Statistics: vmstat
  Page Ins                                     4486020     2807256     2855944     2876244
  Page Outs                                    7261600     7973688     7975320     7986120
  Swap Ins                                       31694           0           0           0
  Swap Outs                                      98179           0           0           0
  Direct pages scanned                           53494       57731       34406      113015
  Kswapd pages scanned                         6271173     1287481     1278174     1219095
  Kswapd pages reclaimed                       2029240     1281025     1260708     1201583
  Direct pages reclaimed                          1468       14564       16649       92456
  Kswapd efficiency                                32%         99%         98%         98%
  Kswapd velocity                             5398.133    1117.130    1102.302    1049.641
  Direct efficiency                                 2%         25%         48%         81%
  Direct velocity                               46.047      50.092      29.672      97.306
  Percentage direct scans                           0%          4%          2%          8%
  Page writes by reclaim                       1616049           0           0           0
  Page writes file                             1517870           0           0           0
  Page writes anon                               98179           0           0           0
  Page reclaim immediate                        103778       27339        9796       17831
  Page rescued immediate                             0           0           0           0
  Slabs scanned                                1096704      986112      980992      998400
  Direct inode steals                              223      215040      216736      247881
  Kswapd inode steals                           175331       61548       68444       63066
  Kswapd skipped wait                            21991           0           1           0
  THP fault alloc                                    1         135         125         134
  THP collapse alloc                               393         311         228         236
  THP splits                                        25          13           7           8
  THP fault fallback                                 0           0           0           0
  THP collapse fail                                  3           5           7           7
  Compaction stalls                                865        1270        1422        1518
  Compaction success                               370         401         353         383
  Compaction failures                              495         869        1069        1135
  Compaction pages moved                        870155     3828868     4036106     4423626
  Compaction move failure                        26429       23865       29742       27514

Success rates are completely hosed for 3.4-rc2 which is almost certainly
due to commit fe2c2a106663 ("vmscan: reclaim at order 0 when compaction
is enabled").  I expected this would happen for kswapd and impair
allocation success rates (https://lkml.org/lkml/2012/1/25/166) but I did
not anticipate this much a difference: 80% less scanning, 37% less
reclaim by kswapd

In comparison, reclaim/compaction is not aggressive and gives up easily
which is the intended behaviour.  hugetlbfs uses __GFP_REPEAT and would
be much more aggressive about reclaim/compaction than THP allocations
are.  The stress test above is allocating like neither THP or hugetlbfs
but is much closer to THP.

Mainline is now impaired in terms of high order allocation under heavy
load although I do not know to what degree as I did not test with
__GFP_REPEAT.  Keep this in mind for bugs related to hugepage pool
resizing, THP allocation and high order atomic allocation failures from
network devices.

In terms of congestion throttling, I see the following for this test

  FTrace Reclaim Statistics: congestion_wait
  Direct number congest     waited                 3          0          0          0
  Direct time   congest     waited               0ms        0ms        0ms        0ms
  Direct full   congest     waited                 0          0          0          0
  Direct number conditional waited               957        512       1081       1075
  Direct time   conditional waited               0ms        0ms        0ms        0ms
  Direct full   conditional waited                 0          0          0          0
  KSwapd number congest     waited                36          4          3          5
  KSwapd time   congest     waited            3148ms      400ms      300ms      500ms
  KSwapd full   congest     waited                30          4          3          5
  KSwapd number conditional waited             88514        197        332        542
  KSwapd time   conditional waited            4980ms        0ms        0ms        0ms
  KSwapd full   conditional waited                49          0          0          0

The "conditional waited" times are the most interesting as this is
directly impacted by the number of dirty pages encountered during scan.
As lumpy reclaim is no longer scanning contiguous ranges, it is finding
fewer dirty pages.  This brings wait times from about 5 seconds to 0.
kswapd itself is still calling congestion_wait() so it'll still stall but
it's a lot less.

In terms of the type of IO we were doing, I see this

  FTrace Reclaim Statistics: mm_vmscan_writepage
  Direct writes anon  sync                         0          0          0          0
  Direct writes anon  async                        0          0          0          0
  Direct writes file  sync                         0          0          0          0
  Direct writes file  async                        0          0          0          0
  Direct writes mixed sync                         0          0          0          0
  Direct writes mixed async                        0          0          0          0
  KSwapd writes anon  sync                         0          0          0          0
  KSwapd writes anon  async                    91682          0          0          0
  KSwapd writes file  sync                         0          0          0          0
  KSwapd writes file  async                   822629          0          0          0
  KSwapd writes mixed sync                         0          0          0          0
  KSwapd writes mixed async                        0          0          0          0

In 3.2, kswapd was doing a bunch of async writes of pages but
reclaim/compaction was never reaching a point where it was doing sync
IO.  This does not guarantee that reclaim/compaction was not calling
wait_on_page_writeback() but I would consider it unlikely.  It indicates
that merging patches 2 and 3 to stop reclaim/compaction calling
wait_on_page_writeback() should be safe.

This patch:

Lumpy reclaim had a purpose but in the mind of some, it was to kick the
system so hard it trashed.  For others the purpose was to complicate
vmscan.c.  Over time it was giving softer shoes and a nicer attitude but
memory compaction needs to step up and replace it so this patch sends
lumpy reclaim to the farm.

The tracepoint format changes for isolating LRU pages with this patch
applied.  Furthermore reclaim/compaction can no longer queue dirty pages
in pageout() if the underlying BDI is congested.  Lumpy reclaim used
this logic and reclaim/compaction was using it in error.

Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Acked-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Ying Han <yinghan@google.com>
Cc: Andy Whitcroft <apw@shadowen.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: remove swap token code

The swap token code no longer fits in with the current VM model.  It
does not play well with cgroups or the better NUMA placement code in
development, since we have only one swap token globally.

It also has the potential to mess with scalability of the system, by
increasing the number of non-reclaimable pages on the active and
inactive anon LRU lists.

Last but not least, the swap token code has been broken for a year
without complaints, as reported by Konstantin Khlebnikov.  This suggests
we no longer have much use for it.

The days of sub-1G memory systems with heavy use of swap are over.  If
we ever need thrashing reducing code in the future, we will have to
implement something that does scale.

Signed-off-by: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: Konstantin Khlebnikov <khlebnikov@openvz.org>
Acked-by: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Acked-by: Bob Picco <bpicco@meloft.net>
Acked-by: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm, thp: allow fallback when pte_alloc_one() fails for huge pmd

The transparent hugepages feature is careful to not invoke the oom
killer when a hugepage cannot be allocated.

pte_alloc_one() failing in __do_huge_pmd_anonymous_page(), however,
currently results in VM_FAULT_OOM which invokes the pagefault oom killer
to kill a memory-hogging task.

This is unnecessary since it's possible to drop the reference to the
hugepage and fallback to allocating a small page.

Signed-off-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm, thp: remove unnecessary ret variable

The "ret" variable is unnecessary in __do_huge_pmd_anonymous_page(), so
remove it.

Signed-off-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/hugetlb.c: use long vars instead of int in region_count()

The arguments f & t and fields from & to of struct file_region are
defined as long.  So use long instead of int to type the temp vars.

Signed-off-by: Wang Sheng-Hui <shhuiw@gmail.com>
Acked-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Acked-by: Hillf Danton <dhillf@gmail.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/mempolicy.c: use enum value MPOL_REBIND_ONCE in mpol_rebind_policy()

We have enum definition in mempolicy.h: MPOL_REBIND_ONCE.  It should
replace the magic number 0 for step comparison in function
mpol_rebind_policy.

Signed-off-by: Wang Sheng-Hui <shhuiw@gmail.com>
Acked-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm/memory_failure: let the compiler add the function name

These things tend to get out of sync with time so let the compiler
automatically enter the current function name using __func__.

No functional change.

Signed-off-by: Borislav Petkov <borislav.petkov@amd.com>
Acked-by: Andi Kleen <andi@firstfloor.org>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

mm: fix NULL ptr deref when walking hugepages

A missing validation of the value returned by find_vma() could cause a
NULL ptr dereference when walking the pagetable.

This is triggerable from usermode by a simple user by trying to read a
page info out of /proc/pid/pagemap which doesn't exist.

Introduced by commit 025c5b2451e4 ("thp: optimize away unnecessary page
table locking").

Signed-off-by: Sasha Levin <levinsasha928@gmail.com>
Reviewed-by: Naoya Horiguchi <n-horiguchi@ah.jp.nec.com>
Cc: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Andi Kleen <andi@firstfloor.org>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Cc: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: <stable@vger.kernel.org> [3.4.x]
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

cris: select GENERIC_ATOMIC64

Cris doesn't implement atomic64 operations neither, should select
GENERIC_ATOMIC64.

Signed-off-by: WANG Cong <xiyou.wangcong@gmail.com>
Cc: Mikael Starvik <starvik@axis.com>
Cc: Jesper Nilsson <jesper.nilsson@axis.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

pagemap.h: fix warning about possibly used before init var

Commit f56f821feb7b ("mm: extend prefault helpers to fault in more than
PAGE_SIZE") added in the new functions: fault_in_multipages_writeable()
and fault_in_multipages_readable().

However, we currently see:

  include/linux/pagemap.h:492: warning: 'ret' may be used uninitialized in this function
  include/linux/pagemap.h:492: note: 'ret' was declared here

Unlike a lot of gcc nags, this one appears somewhat legit.  i.e.  passing
in an invalid negative value of "size" does make it look like all the
conditionals in there would be bypassed and the uninitialized value would
be returned.

Signed-off-by: Paul Gortmaker <paul.gortmaker@windriver.com>
Cc: Daniel Vetter <daniel.vetter@ffwll.ch>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

Merge tag 'mfd-3.5-1' of git://git./linux/kernel/git/sameo/mfd-2.6

Pull MFD changes from Samuel Ortiz:
 "Besides the usual cleanups, this one brings:

   * Support for 5 new chipsets: Intel's ICH LPC and SCH Centerton,
     ST-E's STAX211, Samsung's MAX77693 and TI's LM3533.

   * Device tree support for the twl6040, tps65910, da9502 and ab8500
     drivers.

   * Fairly big tps56910, ab8500 and db8500 updates.

   * i2c support for mc13xxx.

   * Our regular update for the wm8xxx driver from Mark."

Fix up various conflicts with other trees, largely due to ab5500 removal
etc.

* tag 'mfd-3.5-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/sameo/mfd-2.6: (106 commits)
  mfd: Fix build break of max77693 by adding REGMAP_I2C option
  mfd: Fix twl6040 build failure
  mfd: Fix max77693 build failure
  mfd: ab8500-core should depend on MFD_DB8500_PRCMU
  gpio: tps65910: dt: process gpio specific device node info
  mfd: Remove the parsing of dt info for tps65910 gpio
  mfd: Save device node parsed platform data for tps65910 sub devices
  mfd: Add r_select to lm3533 platform data
  gpio: Add Intel Centerton support to gpio-sch
  mfd: Emulate active low IRQs as well as active high IRQs for wm831x
  mfd: Mark two lm3533 zone registers as volatile
  mfd: Fix return type of lm533 attribute is_visible
  mfd: Enable Device Tree support in the ab8500-pwm driver
  mfd: Enable Device Tree support in the ab8500-sysctrl driver
  mfd: Add support for Device Tree to twl6040
  mfd: Register the twl6040 child for the ASoC codec unconditionally
  mfd: Allocate twl6040 IRQ numbers dynamically
  mfd: twl6040 code cleanup in interrupt initialization part
  mfd: Enable ab8500-gpadc driver for Device Tree
  mfd: Prevent unassigned pointer from being used in ab8500-gpadc driver
  ...

Merge tag 'nfs-for-3.5-1' of git://git.linux-nfs.org/projects/trondmy/linux-nfs

Pull NFS client updates from Trond Myklebust:
 "New features include:
   - Rewrite the O_DIRECT code so that it can share the same coalescing
     and pNFS functionality as the page cache code.
   - Allow the server to provide hints as to when we should use pNFS,
     and when it is more efficient to read and write through the
     metadata server.
   - NFS cache consistency updates:
     * Use the ctime to emulate a change attribute for NFSv2/v3 so that
       all NFS versions can share the same cache management code.
     * New cache management code will only look at the change attribute
       and size attribute when deciding whether or not our cached data
       is still valid or not.
     * Don't request NFSv4 post-op attributes on writes in cases such as
       O_DIRECT, where we don't care about data cache consistency, or
       when we have a write delegation, and know that our cache is still
       consistent.
     * Don't request NFSv4 post-op attributes on operations such as
       COMMIT, where there are no expected metadata updates.
     * Don't request NFSv4 directory post-op attributes in cases where
       the operations themselves already return change attribute
       updates: i.e. operations such as OPEN, CREATE, REMOVE, LINK and
       RENAME.
   - Speed up 'ls' and friends by using READDIR rather than READDIRPLUS
     if we detect no attempts to lookup filenames.
   - Improve the code sharing between NFSv2/v3 and v4 mounts
   - NFSv4.1 state management efficiency improvements
   - More patches in preparation for NFSv4/v4.1 migration functionality."

Fix trivial conflict in fs/nfs/nfs4proc.c that was due to the dcache
qstr name initialization changes (that made the length/hash a 64-bit
union)

* tag 'nfs-for-3.5-1' of git://git.linux-nfs.org/projects/trondmy/linux-nfs: (146 commits)
  NFSv4: Add debugging printks to state manager
  NFSv4: Map NFS4ERR_SHARE_DENIED into an EACCES error instead of EIO
  NFSv4: update_changeattr does not need to set NFS_INO_REVAL_PAGECACHE
  NFSv4.1: nfs4_reset_session should use nfs4_handle_reclaim_lease_error
  NFSv4.1: Handle other occurrences of NFS4ERR_CONN_NOT_BOUND_TO_SESSION
  NFSv4.1: Handle NFS4ERR_CONN_NOT_BOUND_TO_SESSION in the state manager
  NFSv4.1: Handle errors in nfs4_bind_conn_to_session
  NFSv4.1: nfs4_bind_conn_to_session should drain the session
  NFSv4.1: Don't clobber the seqid if exchange_id returns a confirmed clientid
  NFSv4.1: Add DESTROY_CLIENTID
  NFSv4.1: Ensure we use the correct credentials for bind_conn_to_session
  NFSv4.1: Ensure we use the correct credentials for session create/destroy
  NFSv4.1: Move NFSPROC4_CLNT_BIND_CONN_TO_SESSION to the end of the operations
  NFSv4.1: Handle NFS4ERR_SEQ_MISORDERED when confirming the lease
  NFSv4: When purging the lease, we must clear NFS4CLNT_LEASE_CONFIRM
  NFSv4: Clean up the error handling for nfs4_reclaim_lease
  NFSv4.1: Exchange ID must use GFP_NOFS allocation mode
  nfs41: Use BIND_CONN_TO_SESSION for CB_PATH_DOWN*
  nfs4.1: add BIND_CONN_TO_SESSION operation
  NFSv4.1 test the mdsthreshold hint parameters
  ...

tty: fix ldisc lock inversion trace

This is caused by tty_release using tty_lock_pair to lock both sides of
the pty/tty pair, and then tty_ldisc_release dropping and relocking one
side only.  We can drop both fine, so drop both to avoid any lock
ordering concerns.

Rework the release path to fix the new locking model.

Signed-off-by: Alan Cox <alan@linux.intel.com>
Acked-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

pty: Fix lock inversion

The ptmx_open path takes the tty and devpts locks in the wrong order
because tty_init_dev locks and returns a locked tty.  As far as I can
tell this is actually safe anyway because the tty being returned is new
so nobody can get a reference to lock it at this point.

However we don't even need the devpts lock at this point, it's only held
as a byproduct of the way the locks were pushe down.

Signed-off-by: Alan Cox <alan@linux.intel.com>
Acked-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>

NFSv4: Add debugging printks to state manager

Signed-off-by: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>

NFSv4: Map NFS4ERR_SHARE_DENIED into an EACCES error instead of EIO

If a file OPEN is denied due to a share lock, the resulting
NFS4ERR_SHARE_DENIED is currently mapped to the default EIO.
This patch adds a more appropriate mapping, and brings Linux
into line with what Solaris 10 does.

See https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=43286

Signed-off-by: Trond Myklebust <Trond.Myklebust@netapp.com>
Cc: stable@vger.kernel.org

Merge branch 'for-linus' of git://git.open-osd.org/linux-open-osd

Pull exofs updates from Boaz Harrosh:
 "Just a couple of patches.  The first is a BUG fix destined for stable
  which missed the 3.4-rc7 Kernel.  The second is just a fixture
  addition so exofs is able to be better exported as a cluster file
  system via pNFS."

* 'for-linus' of git://git.open-osd.org/linux-open-osd:
  exofs: Add SYSFS info for autologin/pNFS export
  exofs: Fix CRASH on very early IO errors.

Merge branch 'doc' of git://git./linux/kernel/git/jikos/trivial

Pull documentation updates from Jiri Kosina:
 "I am currently relaying documentation patches through 'doc' branch of
  trivial tree, until Rob, the new documentation maintainer, has
  established a proper tree."

* 'doc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jikos/trivial:
  doc: ext3: update documentation with barrier=1 default
  Documentation/initrd.txt: Change the location of util-linux
  Documentation/SubmittingPatches: suggested the use of scripts/get_maintainer.pl
  Documentation/kernel-parameters: remove autotest and mcatest

Merge branch 'misc' of git://git./linux/kernel/git/mmarek/kbuild

Pull misc kbuild changes from Michal Marek:
 "The non-critical part of kbuild for 3.5 includes

   - two new coccinelle checks
   - fix for make deb-pkg to include generated headers in arch/*/include

  I have more make-deb-pkg fixes in the backlog, but these will likely
  have to wait for 3.6."

* 'misc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mmarek/kbuild:
  builddeb: include autogenerated header files
  scripts/coccinelle: sizeof of pointer
  scripts/coccinelle: address test is always true