[内核内存] [arm64] 内存回收5---add_to_swap函数详解

add_to_swap函数是为匿名页面分配交换空间.

当对一个匿名页面page进行内存回收时，若该匿名页面page具有如下状态

1.该匿名页未被用户应用访问.（映射该匿名页的所有pte页表项的AF位为0）
2.PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)为true.(该page未被分配swap空间)
           

若此时页面回收则允许页面进行文件操作或磁盘I/0操作（sc->gfp_mask & __GFP_IO为true）.则页面回收则会调用add_to_swap函数对page分配swap交换空间

1. 执行步骤

   1.通过get_swap_page在swap area中获取一个slot(页槽，一个页槽用于存储一个匿名页swap out到swap area中的内   容数据),并将该slot的位置信
   	  息记录在swp_entry_t结构体entry中
   2.通过add_to_swap_cache函数将1步骤分配的slot与匿名页page关联
   	a.将匿名页page的flag成员的swap cache标志位置位
   	b.用匿名页page的private成员记录步骤1获取的slot在swap area中的位置信息(page->private = entry.val)
   	c.通过swp_offset(entry)函数获取步骤1的slot在swap area中的偏移offset
   	d.通过radix_tree_insert函数将匿名页page插入到对应swap area区域缓存管理器address_space的page_tree	
   	  容器中.
              

2. 源码

   //mm/swap_state.c
   /**
    * add_to_swap - allocate swap space for a page
    * @page: page we want to move to swap
    *
    * Allocate swap space for the page and add the page to the
    * swap cache.  Caller needs to hold the page lock. 
    */
   int add_to_swap(struct page *page, struct list_head *list)
   {
   	swp_entry_t entry;
   	int err;
   
   	VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
   	VM_BUG_ON_PAGE(!PageUptodate(page), page);
   	/*
   	 *从swap磁盘区域获取一个slot（slot代表一个槽，每个槽对应内存区域的一个page），并将该槽的位置信息记录 	 *在swp_entry_t结构体entry中(通过entry可以在从一个swap磁盘区域定位到一个具体的slot，该slot用于存储
   	 *匿名页page对应的数据).
   	 */
   	entry = get_swap_page();
   	......
   	err = add_to_swap_cache(page, entry,
   			__GFP_HIGH|__GFP_NOMEMALLOC|__GFP_NOWARN);
   
   	......
       //成功返回1，失败返回0
   }
              

   //mm/swap_state.c
   /*
    *int add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry, gfp_t gfp_mask)
    *					|--->__add_to_swap_cache(page, entry)
    */
   /*
    * __add_to_swap_cache resembles add_to_page_cache_locked on swapper_space,
    * but sets SwapCache flag and private instead of mapping and index.
    */
   int __add_to_swap_cache(struct page *page, swp_entry_t entry)
   {
   	int error;
       //某个swap 内存区域的swap cache管理结构体struct address_space
   	struct address_space *address_space;
   	.....
       
   	get_page(page);
       //将匿名页page的flag成员的swap cache标志位置位
   	SetPageSwapCache(page);
       //匿名页page的private存储page对应的swap slot的位置信息
   	set_page_private(page, entry.val);
   	//获取entry所在swap area区域的swap cache管理器，赋值给address_space
   	address_space = swap_address_space(entry);
       //获取address_space缓存管理器中page_tree的自旋锁
   	spin_lock_irq(&address_space->tree_lock);
       
       //根据entry指向的slot在对应swap area的偏移，将page插入到缓存管理器的page_tree中
   	error = radix_tree_insert(&address_space->page_tree,
   				  swp_offset(entry), page);
   	if (likely(!error)) {
           //page插入成功，缓存管理器address_sapce维护的swap cache中匿名缓存页数量++
   		address_space->nrpages++;
   		__inc_node_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
   		INC_CACHE_INFO(add_total);
   	}
   	spin_unlock_irq(&address_space->tree_lock);
   
   	if (unlikely(error)) {
   		/*
   		 * Only the context which have set SWAP_HAS_CACHE flag
   		 * would call add_to_swap_cache().
   		 * So add_to_swap_cache() doesn't returns -EEXIST.
   		 */
   		VM_BUG_ON(error == -EEXIST);
   		set_page_private(page, 0UL);
   		ClearPageSwapCache(page);
   		put_page(page);
   	}
   
   	return error;
   }