]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
mm: simplify lock_page_memcg()
[karo-tx-linux.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49 #include <linux/dax.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/balloon_compaction.h>
56
57 #include "internal.h"
58
59 #define CREATE_TRACE_POINTS
60 #include <trace/events/vmscan.h>
61
62 struct scan_control {
63         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
64         unsigned long nr_to_reclaim;
65
66         /* This context's GFP mask */
67         gfp_t gfp_mask;
68
69         /* Allocation order */
70         int order;
71
72         /*
73          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
74          * are scanned.
75          */
76         nodemask_t      *nodemask;
77
78         /*
79          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
80          * primary target of this reclaim invocation.
81          */
82         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
83
84         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
85         int priority;
86
87         unsigned int may_writepage:1;
88
89         /* Can mapped pages be reclaimed? */
90         unsigned int may_unmap:1;
91
92         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
93         unsigned int may_swap:1;
94
95         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
96         unsigned int may_thrash:1;
97
98         unsigned int hibernation_mode:1;
99
100         /* One of the zones is ready for compaction */
101         unsigned int compaction_ready:1;
102
103         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
104         unsigned long nr_scanned;
105
106         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
107         unsigned long nr_reclaimed;
108 };
109
110 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
111 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
112         do {                                                            \
113                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
114                         struct page *prev;                              \
115                                                                         \
116                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
117                         prefetch(&prev->_field);                        \
118                 }                                                       \
119         } while (0)
120 #else
121 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
122 #endif
123
124 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
125 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
126         do {                                                            \
127                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
128                         struct page *prev;                              \
129                                                                         \
130                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
131                         prefetchw(&prev->_field);                       \
132                 }                                                       \
133         } while (0)
134 #else
135 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
140  */
141 int vm_swappiness = 60;
142 /*
143  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
144  * zones.
145  */
146 unsigned long vm_total_pages;
147
148 static LIST_HEAD(shrinker_list);
149 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
150
151 #ifdef CONFIG_MEMCG
152 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
153 {
154         return !sc->target_mem_cgroup;
155 }
156
157 /**
158  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
159  * @sc: scan_control in question
160  *
161  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
162  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
163  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
164  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
165  * allocation and configurability.
166  *
167  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
168  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
169  */
170 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
171 {
172         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
173
174         if (!memcg)
175                 return true;
176 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
177         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
178                 return true;
179 #endif
180         return false;
181 }
182 #else
183 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
184 {
185         return true;
186 }
187
188 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
189 {
190         return true;
191 }
192 #endif
193
194 static unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
195 {
196         unsigned long nr;
197
198         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
199              zone_page_state_snapshot(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
200              zone_page_state_snapshot(zone, NR_ISOLATED_FILE);
201
202         if (get_nr_swap_pages() > 0)
203                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ACTIVE_ANON) +
204                       zone_page_state_snapshot(zone, NR_INACTIVE_ANON) +
205                       zone_page_state_snapshot(zone, NR_ISOLATED_ANON);
206
207         return nr;
208 }
209
210 bool zone_reclaimable(struct zone *zone)
211 {
212         return zone_page_state_snapshot(zone, NR_PAGES_SCANNED) <
213                 zone_reclaimable_pages(zone) * 6;
214 }
215
216 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
217 {
218         if (!mem_cgroup_disabled())
219                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
220
221         return zone_page_state(lruvec_zone(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
222 }
223
224 /*
225  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
226  */
227 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
228 {
229         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
230
231         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
232                 size *= nr_node_ids;
233
234         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
235         if (!shrinker->nr_deferred)
236                 return -ENOMEM;
237
238         down_write(&shrinker_rwsem);
239         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
240         up_write(&shrinker_rwsem);
241         return 0;
242 }
243 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
244
245 /*
246  * Remove one
247  */
248 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
249 {
250         down_write(&shrinker_rwsem);
251         list_del(&shrinker->list);
252         up_write(&shrinker_rwsem);
253         kfree(shrinker->nr_deferred);
254 }
255 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
256
257 #define SHRINK_BATCH 128
258
259 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
260                                     struct shrinker *shrinker,
261                                     unsigned long nr_scanned,
262                                     unsigned long nr_eligible)
263 {
264         unsigned long freed = 0;
265         unsigned long long delta;
266         long total_scan;
267         long freeable;
268         long nr;
269         long new_nr;
270         int nid = shrinkctl->nid;
271         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
272                                           : SHRINK_BATCH;
273
274         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
275         if (freeable == 0)
276                 return 0;
277
278         /*
279          * copy the current shrinker scan count into a local variable
280          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
281          * don't also do this scanning work.
282          */
283         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
284
285         total_scan = nr;
286         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
287         delta *= freeable;
288         do_div(delta, nr_eligible + 1);
289         total_scan += delta;
290         if (total_scan < 0) {
291                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
292                        shrinker->scan_objects, total_scan);
293                 total_scan = freeable;
294         }
295
296         /*
297          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
298          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
299          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
300          * nr being built up so when a shrink that can do some work
301          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
302          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
303          * memory.
304          *
305          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
306          * a large delta change is calculated directly.
307          */
308         if (delta < freeable / 4)
309                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
310
311         /*
312          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
313          * never try to free more than twice the estimate number of
314          * freeable entries.
315          */
316         if (total_scan > freeable * 2)
317                 total_scan = freeable * 2;
318
319         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
320                                    nr_scanned, nr_eligible,
321                                    freeable, delta, total_scan);
322
323         /*
324          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
325          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
326          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
327          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
328          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
329          * objects spread over several slabs with usage less than the
330          * batch_size.
331          *
332          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
333          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
334          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
335          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
336          * possible.
337          */
338         while (total_scan >= batch_size ||
339                total_scan >= freeable) {
340                 unsigned long ret;
341                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
342
343                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
344                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
345                 if (ret == SHRINK_STOP)
346                         break;
347                 freed += ret;
348
349                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
350                 total_scan -= nr_to_scan;
351
352                 cond_resched();
353         }
354
355         /*
356          * move the unused scan count back into the shrinker in a
357          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
358          * scan, there is no need to do an update.
359          */
360         if (total_scan > 0)
361                 new_nr = atomic_long_add_return(total_scan,
362                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
363         else
364                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
365
366         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
367         return freed;
368 }
369
370 /**
371  * shrink_slab - shrink slab caches
372  * @gfp_mask: allocation context
373  * @nid: node whose slab caches to target
374  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
375  * @nr_scanned: pressure numerator
376  * @nr_eligible: pressure denominator
377  *
378  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
379  *
380  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
381  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
382  *
383  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
384  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
385  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise all shrinkers
386  * are called, and memcg aware shrinkers are supposed to scan the
387  * global list then.
388  *
389  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
390  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
391  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
392  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
393  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
394  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
395  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
396  *
397  * Returns the number of reclaimed slab objects.
398  */
399 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
400                                  struct mem_cgroup *memcg,
401                                  unsigned long nr_scanned,
402                                  unsigned long nr_eligible)
403 {
404         struct shrinker *shrinker;
405         unsigned long freed = 0;
406
407         if (memcg && !memcg_kmem_online(memcg))
408                 return 0;
409
410         if (nr_scanned == 0)
411                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
412
413         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
414                 /*
415                  * If we would return 0, our callers would understand that we
416                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
417                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
418                  * time.
419                  */
420                 freed = 1;
421                 goto out;
422         }
423
424         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
425                 struct shrink_control sc = {
426                         .gfp_mask = gfp_mask,
427                         .nid = nid,
428                         .memcg = memcg,
429                 };
430
431                 if (memcg && !(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
432                         continue;
433
434                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
435                         sc.nid = 0;
436
437                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
438         }
439
440         up_read(&shrinker_rwsem);
441 out:
442         cond_resched();
443         return freed;
444 }
445
446 void drop_slab_node(int nid)
447 {
448         unsigned long freed;
449
450         do {
451                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
452
453                 freed = 0;
454                 do {
455                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
456                                              1000, 1000);
457                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
458         } while (freed > 10);
459 }
460
461 void drop_slab(void)
462 {
463         int nid;
464
465         for_each_online_node(nid)
466                 drop_slab_node(nid);
467 }
468
469 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
470 {
471         /*
472          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
473          * that isolated the page, the page cache radix tree and
474          * optional buffer heads at page->private.
475          */
476         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
477 }
478
479 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
480 {
481         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
482                 return 1;
483         if (!inode_write_congested(inode))
484                 return 1;
485         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
486                 return 1;
487         return 0;
488 }
489
490 /*
491  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
492  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
493  * fsync(), msync() or close().
494  *
495  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
496  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
497  * that page is locked, the mapping is pinned.
498  *
499  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
500  * __GFP_FS.
501  */
502 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
503                                 struct page *page, int error)
504 {
505         lock_page(page);
506         if (page_mapping(page) == mapping)
507                 mapping_set_error(mapping, error);
508         unlock_page(page);
509 }
510
511 /* possible outcome of pageout() */
512 typedef enum {
513         /* failed to write page out, page is locked */
514         PAGE_KEEP,
515         /* move page to the active list, page is locked */
516         PAGE_ACTIVATE,
517         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
518         PAGE_SUCCESS,
519         /* page is clean and locked */
520         PAGE_CLEAN,
521 } pageout_t;
522
523 /*
524  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
525  * Calls ->writepage().
526  */
527 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
528                          struct scan_control *sc)
529 {
530         /*
531          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
532          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
533          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
534          * stalls if we need to run get_block().  We could test
535          * PagePrivate for that.
536          *
537          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
538          * this page's queue, we can perform writeback even if that
539          * will block.
540          *
541          * If the page is swapcache, write it back even if that would
542          * block, for some throttling. This happens by accident, because
543          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
544          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
545          */
546         if (!is_page_cache_freeable(page))
547                 return PAGE_KEEP;
548         if (!mapping) {
549                 /*
550                  * Some data journaling orphaned pages can have
551                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
552                  */
553                 if (page_has_private(page)) {
554                         if (try_to_free_buffers(page)) {
555                                 ClearPageDirty(page);
556                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
557                                 return PAGE_CLEAN;
558                         }
559                 }
560                 return PAGE_KEEP;
561         }
562         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
563                 return PAGE_ACTIVATE;
564         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
565                 return PAGE_KEEP;
566
567         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
568                 int res;
569                 struct writeback_control wbc = {
570                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
571                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
572                         .range_start = 0,
573                         .range_end = LLONG_MAX,
574                         .for_reclaim = 1,
575                 };
576
577                 SetPageReclaim(page);
578                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
579                 if (res < 0)
580                         handle_write_error(mapping, page, res);
581                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
582                         ClearPageReclaim(page);
583                         return PAGE_ACTIVATE;
584                 }
585
586                 if (!PageWriteback(page)) {
587                         /* synchronous write or broken a_ops? */
588                         ClearPageReclaim(page);
589                 }
590                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
591                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
592                 return PAGE_SUCCESS;
593         }
594
595         return PAGE_CLEAN;
596 }
597
598 /*
599  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
600  * gets returned with a refcount of 0.
601  */
602 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
603                             bool reclaimed)
604 {
605         unsigned long flags;
606
607         BUG_ON(!PageLocked(page));
608         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
609
610         lock_page_memcg(page);
611         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
612         /*
613          * The non racy check for a busy page.
614          *
615          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
616          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
617          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
618          * here, then the following race may occur:
619          *
620          * get_user_pages(&page);
621          * [user mapping goes away]
622          * write_to(page);
623          *                              !PageDirty(page)    [good]
624          * SetPageDirty(page);
625          * put_page(page);
626          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
627          *
628          * [oops, our write_to data is lost]
629          *
630          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
631          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
632          * load is not satisfied before that of page->_count.
633          *
634          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
635          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
636          */
637         if (!page_freeze_refs(page, 2))
638                 goto cannot_free;
639         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
640         if (unlikely(PageDirty(page))) {
641                 page_unfreeze_refs(page, 2);
642                 goto cannot_free;
643         }
644
645         if (PageSwapCache(page)) {
646                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
647                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
648                 __delete_from_swap_cache(page);
649                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
650                 unlock_page_memcg(page);
651                 swapcache_free(swap);
652         } else {
653                 void (*freepage)(struct page *);
654                 void *shadow = NULL;
655
656                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
657                 /*
658                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
659                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
660                  *
661                  * But don't store shadows in an address space that is
662                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
663                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
664                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
665                  * back.
666                  *
667                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
668                  * only page cache pages found in these are zero pages
669                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
670                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
671                  * same page_tree.
672                  */
673                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
674                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
675                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
676                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
677                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
678                 unlock_page_memcg(page);
679
680                 if (freepage != NULL)
681                         freepage(page);
682         }
683
684         return 1;
685
686 cannot_free:
687         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
688         unlock_page_memcg(page);
689         return 0;
690 }
691
692 /*
693  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
694  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
695  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
696  * this page.
697  */
698 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
699 {
700         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
701                 /*
702                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
703                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
704                  * atomic operation.
705                  */
706                 page_unfreeze_refs(page, 1);
707                 return 1;
708         }
709         return 0;
710 }
711
712 /**
713  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
714  * @page: page to be put back to appropriate lru list
715  *
716  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
717  * Page may still be unevictable for other reasons.
718  *
719  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
720  */
721 void putback_lru_page(struct page *page)
722 {
723         bool is_unevictable;
724         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
725
726         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
727
728 redo:
729         ClearPageUnevictable(page);
730
731         if (page_evictable(page)) {
732                 /*
733                  * For evictable pages, we can use the cache.
734                  * In event of a race, worst case is we end up with an
735                  * unevictable page on [in]active list.
736                  * We know how to handle that.
737                  */
738                 is_unevictable = false;
739                 lru_cache_add(page);
740         } else {
741                 /*
742                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
743                  * list.
744                  */
745                 is_unevictable = true;
746                 add_page_to_unevictable_list(page);
747                 /*
748                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
749                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
750                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
751                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
752                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
753                  * the page back to the evictable list.
754                  *
755                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
756                  */
757                 smp_mb();
758         }
759
760         /*
761          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
762          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
763          * check after we added it to the list, again.
764          */
765         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
766                 if (!isolate_lru_page(page)) {
767                         put_page(page);
768                         goto redo;
769                 }
770                 /* This means someone else dropped this page from LRU
771                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
772                  * nothing to do here.
773                  */
774         }
775
776         if (was_unevictable && !is_unevictable)
777                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
778         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
779                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
780
781         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
782 }
783
784 enum page_references {
785         PAGEREF_RECLAIM,
786         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
787         PAGEREF_KEEP,
788         PAGEREF_ACTIVATE,
789 };
790
791 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
792                                                   struct scan_control *sc)
793 {
794         int referenced_ptes, referenced_page;
795         unsigned long vm_flags;
796
797         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
798                                           &vm_flags);
799         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
800
801         /*
802          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
803          * move the page to the unevictable list.
804          */
805         if (vm_flags & VM_LOCKED)
806                 return PAGEREF_RECLAIM;
807
808         if (referenced_ptes) {
809                 if (PageSwapBacked(page))
810                         return PAGEREF_ACTIVATE;
811                 /*
812                  * All mapped pages start out with page table
813                  * references from the instantiating fault, so we need
814                  * to look twice if a mapped file page is used more
815                  * than once.
816                  *
817                  * Mark it and spare it for another trip around the
818                  * inactive list.  Another page table reference will
819                  * lead to its activation.
820                  *
821                  * Note: the mark is set for activated pages as well
822                  * so that recently deactivated but used pages are
823                  * quickly recovered.
824                  */
825                 SetPageReferenced(page);
826
827                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
828                         return PAGEREF_ACTIVATE;
829
830                 /*
831                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
832                  */
833                 if (vm_flags & VM_EXEC)
834                         return PAGEREF_ACTIVATE;
835
836                 return PAGEREF_KEEP;
837         }
838
839         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
840         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
841                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
842
843         return PAGEREF_RECLAIM;
844 }
845
846 /* Check if a page is dirty or under writeback */
847 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
848                                        bool *dirty, bool *writeback)
849 {
850         struct address_space *mapping;
851
852         /*
853          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
854          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
855          */
856         if (!page_is_file_cache(page)) {
857                 *dirty = false;
858                 *writeback = false;
859                 return;
860         }
861
862         /* By default assume that the page flags are accurate */
863         *dirty = PageDirty(page);
864         *writeback = PageWriteback(page);
865
866         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
867         if (!page_has_private(page))
868                 return;
869
870         mapping = page_mapping(page);
871         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
872                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
873 }
874
875 /*
876  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
877  */
878 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
879                                       struct zone *zone,
880                                       struct scan_control *sc,
881                                       enum ttu_flags ttu_flags,
882                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
883                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
884                                       unsigned long *ret_nr_congested,
885                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
886                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
887                                       bool force_reclaim)
888 {
889         LIST_HEAD(ret_pages);
890         LIST_HEAD(free_pages);
891         int pgactivate = 0;
892         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
893         unsigned long nr_dirty = 0;
894         unsigned long nr_congested = 0;
895         unsigned long nr_reclaimed = 0;
896         unsigned long nr_writeback = 0;
897         unsigned long nr_immediate = 0;
898
899         cond_resched();
900
901         while (!list_empty(page_list)) {
902                 struct address_space *mapping;
903                 struct page *page;
904                 int may_enter_fs;
905                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
906                 bool dirty, writeback;
907                 bool lazyfree = false;
908                 int ret = SWAP_SUCCESS;
909
910                 cond_resched();
911
912                 page = lru_to_page(page_list);
913                 list_del(&page->lru);
914
915                 if (!trylock_page(page))
916                         goto keep;
917
918                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
919                 VM_BUG_ON_PAGE(page_zone(page) != zone, page);
920
921                 sc->nr_scanned++;
922
923                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
924                         goto cull_mlocked;
925
926                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
927                         goto keep_locked;
928
929                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
930                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
931                         sc->nr_scanned++;
932
933                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
934                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
935
936                 /*
937                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
938                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
939                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
940                  * is all dirty unqueued pages.
941                  */
942                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
943                 if (dirty || writeback)
944                         nr_dirty++;
945
946                 if (dirty && !writeback)
947                         nr_unqueued_dirty++;
948
949                 /*
950                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
951                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
952                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
953                  * end of the LRU a second time.
954                  */
955                 mapping = page_mapping(page);
956                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
957                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
958                     (writeback && PageReclaim(page)))
959                         nr_congested++;
960
961                 /*
962                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
963                  * are three cases to consider.
964                  *
965                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
966                  *    under writeback and this page is both under writeback and
967                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
968                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
969                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
970                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
971                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
972                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
973                  *    caller can stall after page list has been processed.
974                  *
975                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
976                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
977                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
978                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
979                  *    reclaim and continue scanning.
980                  *
981                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
982                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
983                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
984                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
985                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
986                  *    would probably show more reasons.
987                  *
988                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
989                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
990                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
991                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
992                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
993                  */
994                 if (PageWriteback(page)) {
995                         /* Case 1 above */
996                         if (current_is_kswapd() &&
997                             PageReclaim(page) &&
998                             test_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags)) {
999                                 nr_immediate++;
1000                                 goto keep_locked;
1001
1002                         /* Case 2 above */
1003                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1004                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1005                                 /*
1006                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1007                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1008                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1009                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1010                                  * enough to care.  What we do want is for this
1011                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1012                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1013                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1014                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1015                                  */
1016                                 SetPageReclaim(page);
1017                                 nr_writeback++;
1018                                 goto keep_locked;
1019
1020                         /* Case 3 above */
1021                         } else {
1022                                 unlock_page(page);
1023                                 wait_on_page_writeback(page);
1024                                 /* then go back and try same page again */
1025                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1026                                 continue;
1027                         }
1028                 }
1029
1030                 if (!force_reclaim)
1031                         references = page_check_references(page, sc);
1032
1033                 switch (references) {
1034                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1035                         goto activate_locked;
1036                 case PAGEREF_KEEP:
1037                         goto keep_locked;
1038                 case PAGEREF_RECLAIM:
1039                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1040                         ; /* try to reclaim the page below */
1041                 }
1042
1043                 /*
1044                  * Anonymous process memory has backing store?
1045                  * Try to allocate it some swap space here.
1046                  */
1047                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1048                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1049                                 goto keep_locked;
1050                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1051                                 goto activate_locked;
1052                         lazyfree = true;
1053                         may_enter_fs = 1;
1054
1055                         /* Adding to swap updated mapping */
1056                         mapping = page_mapping(page);
1057                 }
1058
1059                 /*
1060                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1061                  * processes. Try to unmap it here.
1062                  */
1063                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1064                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1065                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1066                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1067                         case SWAP_FAIL:
1068                                 goto activate_locked;
1069                         case SWAP_AGAIN:
1070                                 goto keep_locked;
1071                         case SWAP_MLOCK:
1072                                 goto cull_mlocked;
1073                         case SWAP_LZFREE:
1074                                 goto lazyfree;
1075                         case SWAP_SUCCESS:
1076                                 ; /* try to free the page below */
1077                         }
1078                 }
1079
1080                 if (PageDirty(page)) {
1081                         /*
1082                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1083                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1084                          * if many dirty pages have been encountered.
1085                          */
1086                         if (page_is_file_cache(page) &&
1087                                         (!current_is_kswapd() ||
1088                                          !test_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags))) {
1089                                 /*
1090                                  * Immediately reclaim when written back.
1091                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1092                                  * except we already have the page isolated
1093                                  * and know it's dirty
1094                                  */
1095                                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1096                                 SetPageReclaim(page);
1097
1098                                 goto keep_locked;
1099                         }
1100
1101                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1102                                 goto keep_locked;
1103                         if (!may_enter_fs)
1104                                 goto keep_locked;
1105                         if (!sc->may_writepage)
1106                                 goto keep_locked;
1107
1108                         /*
1109                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1110                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1111                          * starts and then write it out here.
1112                          */
1113                         try_to_unmap_flush_dirty();
1114                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1115                         case PAGE_KEEP:
1116                                 goto keep_locked;
1117                         case PAGE_ACTIVATE:
1118                                 goto activate_locked;
1119                         case PAGE_SUCCESS:
1120                                 if (PageWriteback(page))
1121                                         goto keep;
1122                                 if (PageDirty(page))
1123                                         goto keep;
1124
1125                                 /*
1126                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1127                                  * ahead and try to reclaim the page.
1128                                  */
1129                                 if (!trylock_page(page))
1130                                         goto keep;
1131                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1132                                         goto keep_locked;
1133                                 mapping = page_mapping(page);
1134                         case PAGE_CLEAN:
1135                                 ; /* try to free the page below */
1136                         }
1137                 }
1138
1139                 /*
1140                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1141                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1142                  * the page as well.
1143                  *
1144                  * We do this even if the page is PageDirty().
1145                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1146                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1147                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1148                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1149                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1150                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1151                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1152                  *
1153                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1154                  * the pages which were not successfully invalidated in
1155                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1156                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1157                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1158                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1159                  */
1160                 if (page_has_private(page)) {
1161                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1162                                 goto activate_locked;
1163                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1164                                 unlock_page(page);
1165                                 if (put_page_testzero(page))
1166                                         goto free_it;
1167                                 else {
1168                                         /*
1169                                          * rare race with speculative reference.
1170                                          * the speculative reference will free
1171                                          * this page shortly, so we may
1172                                          * increment nr_reclaimed here (and
1173                                          * leave it off the LRU).
1174                                          */
1175                                         nr_reclaimed++;
1176                                         continue;
1177                                 }
1178                         }
1179                 }
1180
1181 lazyfree:
1182                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1183                         goto keep_locked;
1184
1185                 /*
1186                  * At this point, we have no other references and there is
1187                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1188                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1189                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1190                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1191                  */
1192                 __ClearPageLocked(page);
1193 free_it:
1194                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1195                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1196
1197                 nr_reclaimed++;
1198
1199                 /*
1200                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1201                  * appear not as the counts should be low
1202                  */
1203                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1204                 continue;
1205
1206 cull_mlocked:
1207                 if (PageSwapCache(page))
1208                         try_to_free_swap(page);
1209                 unlock_page(page);
1210                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1211                 continue;
1212
1213 activate_locked:
1214                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1215                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1216                         try_to_free_swap(page);
1217                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1218                 SetPageActive(page);
1219                 pgactivate++;
1220 keep_locked:
1221                 unlock_page(page);
1222 keep:
1223                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1224                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1225         }
1226
1227         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1228         try_to_unmap_flush();
1229         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1230
1231         list_splice(&ret_pages, page_list);
1232         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1233
1234         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1235         *ret_nr_congested += nr_congested;
1236         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1237         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1238         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1239         return nr_reclaimed;
1240 }
1241
1242 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1243                                             struct list_head *page_list)
1244 {
1245         struct scan_control sc = {
1246                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1247                 .priority = DEF_PRIORITY,
1248                 .may_unmap = 1,
1249         };
1250         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1251         struct page *page, *next;
1252         LIST_HEAD(clean_pages);
1253
1254         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1255                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1256                     !isolated_balloon_page(page)) {
1257                         ClearPageActive(page);
1258                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1259                 }
1260         }
1261
1262         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone, &sc,
1263                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1264                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1265         list_splice(&clean_pages, page_list);
1266         mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1267         return ret;
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1272  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1273  * freed elsewhere are also ignored.
1274  *
1275  * page:        page to consider
1276  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1277  *
1278  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1279  */
1280 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1281 {
1282         int ret = -EINVAL;
1283
1284         /* Only take pages on the LRU. */
1285         if (!PageLRU(page))
1286                 return ret;
1287
1288         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1289         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1290                 return ret;
1291
1292         ret = -EBUSY;
1293
1294         /*
1295          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1296          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1297          * blocking - clean pages for the most part.
1298          *
1299          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1300          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1301          *
1302          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1303          * that it is possible to migrate without blocking
1304          */
1305         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1306                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1307                 if (PageWriteback(page))
1308                         return ret;
1309
1310                 if (PageDirty(page)) {
1311                         struct address_space *mapping;
1312
1313                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1314                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1315                                 return ret;
1316
1317                         /*
1318                          * Only pages without mappings or that have a
1319                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1320                          * without blocking
1321                          */
1322                         mapping = page_mapping(page);
1323                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1324                                 return ret;
1325                 }
1326         }
1327
1328         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1329                 return ret;
1330
1331         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1332                 /*
1333                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1334                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1335                  * page release code relies on it.
1336                  */
1337                 ClearPageLRU(page);
1338                 ret = 0;
1339         }
1340
1341         return ret;
1342 }
1343
1344 /*
1345  * zone->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1346  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1347  * and working on them outside the LRU lock.
1348  *
1349  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1350  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1351  *
1352  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1353  *
1354  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1355  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1356  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1357  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1358  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1359  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1360  * @lru:        LRU list id for isolating
1361  *
1362  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1363  */
1364 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1365                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1366                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1367                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1368 {
1369         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1370         unsigned long nr_taken = 0;
1371         unsigned long scan;
1372
1373         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1374                                         !list_empty(src); scan++) {
1375                 struct page *page;
1376                 int nr_pages;
1377
1378                 page = lru_to_page(src);
1379                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1380
1381                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1382
1383                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1384                 case 0:
1385                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1386                         mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, -nr_pages);
1387                         list_move(&page->lru, dst);
1388                         nr_taken += nr_pages;
1389                         break;
1390
1391                 case -EBUSY:
1392                         /* else it is being freed elsewhere */
1393                         list_move(&page->lru, src);
1394                         continue;
1395
1396                 default:
1397                         BUG();
1398                 }
1399         }
1400
1401         *nr_scanned = scan;
1402         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->order, nr_to_scan, scan,
1403                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1404         return nr_taken;
1405 }
1406
1407 /**
1408  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1409  * @page: page to isolate from its LRU list
1410  *
1411  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1412  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1413  *
1414  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1415  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1416  *
1417  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1418  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1419  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1420  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1421  *
1422  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1423  * found will be decremented.
1424  *
1425  * Restrictions:
1426  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1427  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1428  *     without a stable reference).
1429  * (2) the lru_lock must not be held.
1430  * (3) interrupts must be enabled.
1431  */
1432 int isolate_lru_page(struct page *page)
1433 {
1434         int ret = -EBUSY;
1435
1436         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1437         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1438
1439         if (PageLRU(page)) {
1440                 struct zone *zone = page_zone(page);
1441                 struct lruvec *lruvec;
1442
1443                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1444                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1445                 if (PageLRU(page)) {
1446                         int lru = page_lru(page);
1447                         get_page(page);
1448                         ClearPageLRU(page);
1449                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1450                         ret = 0;
1451                 }
1452                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1453         }
1454         return ret;
1455 }
1456
1457 /*
1458  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1459  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1460  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1461  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1462  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1463  */
1464 static int too_many_isolated(struct zone *zone, int file,
1465                 struct scan_control *sc)
1466 {
1467         unsigned long inactive, isolated;
1468
1469         if (current_is_kswapd())
1470                 return 0;
1471
1472         if (!sane_reclaim(sc))
1473                 return 0;
1474
1475         if (file) {
1476                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
1477                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE);
1478         } else {
1479                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1480                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
1481         }
1482
1483         /*
1484          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1485          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1486          * deadlock.
1487          */
1488         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1489                 inactive >>= 3;
1490
1491         return isolated > inactive;
1492 }
1493
1494 static noinline_for_stack void
1495 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1496 {
1497         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1498         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1499         LIST_HEAD(pages_to_free);
1500
1501         /*
1502          * Put back any unfreeable pages.
1503          */
1504         while (!list_empty(page_list)) {
1505                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1506                 int lru;
1507
1508                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1509                 list_del(&page->lru);
1510                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1511                         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1512                         putback_lru_page(page);
1513                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1514                         continue;
1515                 }
1516
1517                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1518
1519                 SetPageLRU(page);
1520                 lru = page_lru(page);
1521                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1522
1523                 if (is_active_lru(lru)) {
1524                         int file = is_file_lru(lru);
1525                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1526                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1527                 }
1528                 if (put_page_testzero(page)) {
1529                         __ClearPageLRU(page);
1530                         __ClearPageActive(page);
1531                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1532
1533                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1534                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1535                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1536                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1537                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1538                         } else
1539                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1540                 }
1541         }
1542
1543         /*
1544          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1545          */
1546         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1551  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1552  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1553  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1554  */
1555 static int current_may_throttle(void)
1556 {
1557         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1558                 current->backing_dev_info == NULL ||
1559                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1560 }
1561
1562 /*
1563  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_zone().  It returns the number
1564  * of reclaimed pages
1565  */
1566 static noinline_for_stack unsigned long
1567 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1568                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1569 {
1570         LIST_HEAD(page_list);
1571         unsigned long nr_scanned;
1572         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1573         unsigned long nr_taken;
1574         unsigned long nr_dirty = 0;
1575         unsigned long nr_congested = 0;
1576         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1577         unsigned long nr_writeback = 0;
1578         unsigned long nr_immediate = 0;
1579         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1580         int file = is_file_lru(lru);
1581         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1582         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1583
1584         while (unlikely(too_many_isolated(zone, file, sc))) {
1585                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1586
1587                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1588                 if (fatal_signal_pending(current))
1589                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1590         }
1591
1592         lru_add_drain();
1593
1594         if (!sc->may_unmap)
1595                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1596         if (!sc->may_writepage)
1597                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1598
1599         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1600
1601         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1602                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1603
1604         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1605         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1606
1607         if (global_reclaim(sc)) {
1608                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1609                 if (current_is_kswapd())
1610                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, zone, nr_scanned);
1611                 else
1612                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_DIRECT, zone, nr_scanned);
1613         }
1614         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1615
1616         if (nr_taken == 0)
1617                 return 0;
1618
1619         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, zone, sc, TTU_UNMAP,
1620                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1621                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1622                                 false);
1623
1624         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1625
1626         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1627
1628         if (global_reclaim(sc)) {
1629                 if (current_is_kswapd())
1630                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, zone,
1631                                                nr_reclaimed);
1632                 else
1633                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, zone,
1634                                                nr_reclaimed);
1635         }
1636
1637         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1638
1639         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1640
1641         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1642
1643         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1644         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1645
1646         /*
1647          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1648          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1649          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1650          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1651          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1652          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1653          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1654          * same way balance_dirty_pages() manages.
1655          *
1656          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1657          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1658          * are encountered in the nr_immediate check below.
1659          */
1660         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1661                 set_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
1662
1663         /*
1664          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1665          * stalling here.
1666          */
1667         if (sane_reclaim(sc)) {
1668                 /*
1669                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1670                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1671                  */
1672                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1673                         set_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
1674
1675                 /*
1676                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1677                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1678                  * the zone ZONE_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1679                  * reclaim context.
1680                  */
1681                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1682                         set_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
1683
1684                 /*
1685                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1686                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1687                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1688                  * they are written so also forcibly stall.
1689                  */
1690                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1691                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1692         }
1693
1694         /*
1695          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1696          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1697          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1698          */
1699         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1700             current_may_throttle())
1701                 wait_iff_congested(zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1702
1703         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(zone, nr_scanned, nr_reclaimed,
1704                         sc->priority, file);
1705         return nr_reclaimed;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1710  *
1711  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1712  * processes, from rmap.
1713  *
1714  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1715  * appropriate to hold zone->lru_lock across the whole operation.  But if
1716  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1717  * should drop zone->lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1718  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1719  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1720  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1721  *
1722  * The downside is that we have to touch page->_count against each page.
1723  * But we had to alter page->flags anyway.
1724  */
1725
1726 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1727                                      struct list_head *list,
1728                                      struct list_head *pages_to_free,
1729                                      enum lru_list lru)
1730 {
1731         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1732         unsigned long pgmoved = 0;
1733         struct page *page;
1734         int nr_pages;
1735
1736         while (!list_empty(list)) {
1737                 page = lru_to_page(list);
1738                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1739
1740                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1741                 SetPageLRU(page);
1742
1743                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1744                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, nr_pages);
1745                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1746                 pgmoved += nr_pages;
1747
1748                 if (put_page_testzero(page)) {
1749                         __ClearPageLRU(page);
1750                         __ClearPageActive(page);
1751                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1752
1753                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1754                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1755                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1756                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1757                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1758                         } else
1759                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1760                 }
1761         }
1762         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, pgmoved);
1763         if (!is_active_lru(lru))
1764                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1765 }
1766
1767 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1768                                struct lruvec *lruvec,
1769                                struct scan_control *sc,
1770                                enum lru_list lru)
1771 {
1772         unsigned long nr_taken;
1773         unsigned long nr_scanned;
1774         unsigned long vm_flags;
1775         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1776         LIST_HEAD(l_active);
1777         LIST_HEAD(l_inactive);
1778         struct page *page;
1779         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1780         unsigned long nr_rotated = 0;
1781         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1782         int file = is_file_lru(lru);
1783         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1784
1785         lru_add_drain();
1786
1787         if (!sc->may_unmap)
1788                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1789         if (!sc->may_writepage)
1790                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1791
1792         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1793
1794         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1795                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1796         if (global_reclaim(sc))
1797                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1798
1799         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1800
1801         __count_zone_vm_events(PGREFILL, zone, nr_scanned);
1802         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1803         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1804         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1805
1806         while (!list_empty(&l_hold)) {
1807                 cond_resched();
1808                 page = lru_to_page(&l_hold);
1809                 list_del(&page->lru);
1810
1811                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1812                         putback_lru_page(page);
1813                         continue;
1814                 }
1815
1816                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1817                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1818                                 if (page_has_private(page))
1819                                         try_to_release_page(page, 0);
1820                                 unlock_page(page);
1821                         }
1822                 }
1823
1824                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1825                                     &vm_flags)) {
1826                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1827                         /*
1828                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1829                          * give them one more trip around the active list. So
1830                          * that executable code get better chances to stay in
1831                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1832                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1833                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1834                          * so we ignore them here.
1835                          */
1836                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1837                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1838                                 continue;
1839                         }
1840                 }
1841
1842                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1843                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1844         }
1845
1846         /*
1847          * Move pages back to the lru list.
1848          */
1849         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1850         /*
1851          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1852          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1853          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1854          * get_scan_count.
1855          */
1856         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1857
1858         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1859         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
1860         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1861         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1862
1863         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
1864         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
1865 }
1866
1867 #ifdef CONFIG_SWAP
1868 static bool inactive_anon_is_low_global(struct zone *zone)
1869 {
1870         unsigned long active, inactive;
1871
1872         active = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON);
1873         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1874
1875         return inactive * zone->inactive_ratio < active;
1876 }
1877
1878 /**
1879  * inactive_anon_is_low - check if anonymous pages need to be deactivated
1880  * @lruvec: LRU vector to check
1881  *
1882  * Returns true if the zone does not have enough inactive anon pages,
1883  * meaning some active anon pages need to be deactivated.
1884  */
1885 static bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1886 {
1887         /*
1888          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
1889          * is pointless.
1890          */
1891         if (!total_swap_pages)
1892                 return false;
1893
1894         if (!mem_cgroup_disabled())
1895                 return mem_cgroup_inactive_anon_is_low(lruvec);
1896
1897         return inactive_anon_is_low_global(lruvec_zone(lruvec));
1898 }
1899 #else
1900 static inline bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1901 {
1902         return false;
1903 }
1904 #endif
1905
1906 /**
1907  * inactive_file_is_low - check if file pages need to be deactivated
1908  * @lruvec: LRU vector to check
1909  *
1910  * When the system is doing streaming IO, memory pressure here
1911  * ensures that active file pages get deactivated, until more
1912  * than half of the file pages are on the inactive list.
1913  *
1914  * Once we get to that situation, protect the system's working
1915  * set from being evicted by disabling active file page aging.
1916  *
1917  * This uses a different ratio than the anonymous pages, because
1918  * the page cache uses a use-once replacement algorithm.
1919  */
1920 static bool inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1921 {
1922         unsigned long inactive;
1923         unsigned long active;
1924
1925         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1926         active = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1927
1928         return active > inactive;
1929 }
1930
1931 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
1932 {
1933         if (is_file_lru(lru))
1934                 return inactive_file_is_low(lruvec);
1935         else
1936                 return inactive_anon_is_low(lruvec);
1937 }
1938
1939 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
1940                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
1941 {
1942         if (is_active_lru(lru)) {
1943                 if (inactive_list_is_low(lruvec, lru))
1944                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1945                 return 0;
1946         }
1947
1948         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1949 }
1950
1951 enum scan_balance {
1952         SCAN_EQUAL,
1953         SCAN_FRACT,
1954         SCAN_ANON,
1955         SCAN_FILE,
1956 };
1957
1958 /*
1959  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
1960  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
1961  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
1962  * onto the active list instead of evict.
1963  *
1964  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
1965  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
1966  */
1967 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
1968                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
1969                            unsigned long *lru_pages)
1970 {
1971         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
1972         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1973         u64 fraction[2];
1974         u64 denominator = 0;    /* gcc */
1975         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1976         unsigned long anon_prio, file_prio;
1977         enum scan_balance scan_balance;
1978         unsigned long anon, file;
1979         bool force_scan = false;
1980         unsigned long ap, fp;
1981         enum lru_list lru;
1982         bool some_scanned;
1983         int pass;
1984
1985         /*
1986          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
1987          * results in no scanning on this priority and a potential
1988          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
1989          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
1990          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
1991          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
1992          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
1993          * well.
1994          */
1995         if (current_is_kswapd()) {
1996                 if (!zone_reclaimable(zone))
1997                         force_scan = true;
1998                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
1999                         force_scan = true;
2000         }
2001         if (!global_reclaim(sc))
2002                 force_scan = true;
2003
2004         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2005         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2006                 scan_balance = SCAN_FILE;
2007                 goto out;
2008         }
2009
2010         /*
2011          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2012          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2013          * disable swapping for individual groups completely when
2014          * using the memory controller's swap limit feature would be
2015          * too expensive.
2016          */
2017         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2018                 scan_balance = SCAN_FILE;
2019                 goto out;
2020         }
2021
2022         /*
2023          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2024          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2025          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2026          */
2027         if (!sc->priority && swappiness) {
2028                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2029                 goto out;
2030         }
2031
2032         /*
2033          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2034          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2035          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2036          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2037          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2038          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2039          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2040          */
2041         if (global_reclaim(sc)) {
2042                 unsigned long zonefile;
2043                 unsigned long zonefree;
2044
2045                 zonefree = zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2046                 zonefile = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
2047                            zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2048
2049                 if (unlikely(zonefile + zonefree <= high_wmark_pages(zone))) {
2050                         scan_balance = SCAN_ANON;
2051                         goto out;
2052                 }
2053         }
2054
2055         /*
2056          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2057          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2058          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2059          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2060          * Without the second condition we could end up never scanning an
2061          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2062          * system is under heavy pressure.
2063          */
2064         if (!inactive_file_is_low(lruvec) &&
2065             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE) >> sc->priority) {
2066                 scan_balance = SCAN_FILE;
2067                 goto out;
2068         }
2069
2070         scan_balance = SCAN_FRACT;
2071
2072         /*
2073          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2074          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2075          */
2076         anon_prio = swappiness;
2077         file_prio = 200 - anon_prio;
2078
2079         /*
2080          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2081          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2082          * ratios to determine how valuable each cache is.
2083          *
2084          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2085          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2086          * up weighing recent references more than old ones.
2087          *
2088          * anon in [0], file in [1]
2089          */
2090
2091         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2092                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2093         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2094                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2095
2096         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2097         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2098                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2099                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2100         }
2101
2102         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2103                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2104                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2105         }
2106
2107         /*
2108          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2109          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2110          * each list that were recently referenced and in active use.
2111          */
2112         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2113         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2114
2115         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2116         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2117         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2118
2119         fraction[0] = ap;
2120         fraction[1] = fp;
2121         denominator = ap + fp + 1;
2122 out:
2123         some_scanned = false;
2124         /* Only use force_scan on second pass. */
2125         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2126                 *lru_pages = 0;
2127                 for_each_evictable_lru(lru) {
2128                         int file = is_file_lru(lru);
2129                         unsigned long size;
2130                         unsigned long scan;
2131
2132                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru);
2133                         scan = size >> sc->priority;
2134
2135                         if (!scan && pass && force_scan)
2136                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2137
2138                         switch (scan_balance) {
2139                         case SCAN_EQUAL:
2140                                 /* Scan lists relative to size */
2141                                 break;
2142                         case SCAN_FRACT:
2143                                 /*
2144                                  * Scan types proportional to swappiness and
2145                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2146                                  */
2147                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2148                                                         denominator);
2149                                 break;
2150                         case SCAN_FILE:
2151                         case SCAN_ANON:
2152                                 /* Scan one type exclusively */
2153                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2154                                         size = 0;
2155                                         scan = 0;
2156                                 }
2157                                 break;
2158                         default:
2159                                 /* Look ma, no brain */
2160                                 BUG();
2161                         }
2162
2163                         *lru_pages += size;
2164                         nr[lru] = scan;
2165
2166                         /*
2167                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2168                          * if we found something to scan.
2169                          */
2170                         some_scanned |= !!scan;
2171                 }
2172         }
2173 }
2174
2175 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
2176 static void init_tlb_ubc(void)
2177 {
2178         /*
2179          * This deliberately does not clear the cpumask as it's expensive
2180          * and unnecessary. If there happens to be data in there then the
2181          * first SWAP_CLUSTER_MAX pages will send an unnecessary IPI and
2182          * then will be cleared.
2183          */
2184         current->tlb_ubc.flush_required = false;
2185 }
2186 #else
2187 static inline void init_tlb_ubc(void)
2188 {
2189 }
2190 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
2191
2192 /*
2193  * This is a basic per-zone page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2194  */
2195 static void shrink_zone_memcg(struct zone *zone, struct mem_cgroup *memcg,
2196                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2197 {
2198         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2199         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2200         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2201         unsigned long nr_to_scan;
2202         enum lru_list lru;
2203         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2204         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2205         struct blk_plug plug;
2206         bool scan_adjusted;
2207
2208         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2209
2210         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2211         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2212
2213         /*
2214          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2215          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2216          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2217          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2218          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2219          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2220          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2221          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2222          * dropped to zero at the first pass.
2223          */
2224         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2225                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2226
2227         init_tlb_ubc();
2228
2229         blk_start_plug(&plug);
2230         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2231                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2232                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2233                 unsigned long nr_scanned;
2234
2235                 for_each_evictable_lru(lru) {
2236                         if (nr[lru]) {
2237                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2238                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2239
2240                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2241                                                             lruvec, sc);
2242                         }
2243                 }
2244
2245                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2246                         continue;
2247
2248                 /*
2249                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2250                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2251                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2252                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2253                  * proportional to the original scan target.
2254                  */
2255                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2256                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2257
2258                 /*
2259                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2260                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2261                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2262                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2263                  */
2264                 if (!nr_file || !nr_anon)
2265                         break;
2266
2267                 if (nr_file > nr_anon) {
2268                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2269                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2270                         lru = LRU_BASE;
2271                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2272                 } else {
2273                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2274                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2275                         lru = LRU_FILE;
2276                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2277                 }
2278
2279                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2280                 nr[lru] = 0;
2281                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2282
2283                 /*
2284                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2285                  * scan target and the percentage scanning already complete
2286                  */
2287                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2288                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2289                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2290                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2291
2292                 lru += LRU_ACTIVE;
2293                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2294                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2295                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2296
2297                 scan_adjusted = true;
2298         }
2299         blk_finish_plug(&plug);
2300         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2301
2302         /*
2303          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2304          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2305          */
2306         if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2307                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2308                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2309
2310         throttle_vm_writeout(sc->gfp_mask);
2311 }
2312
2313 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2314 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2315 {
2316         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2317                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2318                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2319                 return true;
2320
2321         return false;
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2326  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2327  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2328  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2329  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2330  */
2331 static inline bool should_continue_reclaim(struct zone *zone,
2332                                         unsigned long nr_reclaimed,
2333                                         unsigned long nr_scanned,
2334                                         struct scan_control *sc)
2335 {
2336         unsigned long pages_for_compaction;
2337         unsigned long inactive_lru_pages;
2338
2339         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2340         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2341                 return false;
2342
2343         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2344         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2345                 /*
2346                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2347                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2348                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2349                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2350                  */
2351                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2352                         return false;
2353         } else {
2354                 /*
2355                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2356                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2357                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2358                  * pages that were scanned. This will return to the
2359                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2360                  * the resulting allocation attempt fails
2361                  */
2362                 if (!nr_reclaimed)
2363                         return false;
2364         }
2365
2366         /*
2367          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2368          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2369          */
2370         pages_for_compaction = (2UL << sc->order);
2371         inactive_lru_pages = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2372         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2373                 inactive_lru_pages += zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
2374         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2375                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2376                 return true;
2377
2378         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2379         switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, 0)) {
2380         case COMPACT_PARTIAL:
2381         case COMPACT_CONTINUE:
2382                 return false;
2383         default:
2384                 return true;
2385         }
2386 }
2387
2388 static bool shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc,
2389                         bool is_classzone)
2390 {
2391         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2392         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2393         bool reclaimable = false;
2394
2395         do {
2396                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2397                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2398                         .zone = zone,
2399                         .priority = sc->priority,
2400                 };
2401                 unsigned long zone_lru_pages = 0;
2402                 struct mem_cgroup *memcg;
2403
2404                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2405                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2406
2407                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2408                 do {
2409                         unsigned long lru_pages;
2410                         unsigned long reclaimed;
2411                         unsigned long scanned;
2412
2413                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2414                                 if (!sc->may_thrash)
2415                                         continue;
2416                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2417                         }
2418
2419                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2420                         scanned = sc->nr_scanned;
2421
2422                         shrink_zone_memcg(zone, memcg, sc, &lru_pages);
2423                         zone_lru_pages += lru_pages;
2424
2425                         if (memcg && is_classzone)
2426                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone),
2427                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2428                                             lru_pages);
2429
2430                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2431                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2432                                    sc->nr_scanned - scanned,
2433                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2434
2435                         /*
2436                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2437                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2438                          * zone.
2439                          *
2440                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2441                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2442                          * retry with decreasing priority if one round over the
2443                          * whole hierarchy is not sufficient.
2444                          */
2445                         if (!global_reclaim(sc) &&
2446                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2447                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2448                                 break;
2449                         }
2450                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2451
2452                 /*
2453                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2454                  * the eligible LRU pages were scanned.
2455                  */
2456                 if (global_reclaim(sc) && is_classzone)
2457                         shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone), NULL,
2458                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2459                                     zone_lru_pages);
2460
2461                 if (reclaim_state) {
2462                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2463                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2464                 }
2465
2466                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2467                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2468                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2469                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2470
2471                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2472                         reclaimable = true;
2473
2474         } while (should_continue_reclaim(zone, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2475                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2476
2477         return reclaimable;
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Returns true if compaction should go ahead for a high-order request, or
2482  * the high-order allocation would succeed without compaction.
2483  */
2484 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, int order)
2485 {
2486         unsigned long balance_gap, watermark;
2487         bool watermark_ok;
2488
2489         /*
2490          * Compaction takes time to run and there are potentially other
2491          * callers using the pages just freed. Continue reclaiming until
2492          * there is a buffer of free pages available to give compaction
2493          * a reasonable chance of completing and allocating the page
2494          */
2495         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
2496                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
2497         watermark = high_wmark_pages(zone) + balance_gap + (2UL << order);
2498         watermark_ok = zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, 0);
2499
2500         /*
2501          * If compaction is deferred, reclaim up to a point where
2502          * compaction will have a chance of success when re-enabled
2503          */
2504         if (compaction_deferred(zone, order))
2505                 return watermark_ok;
2506
2507         /*
2508          * If compaction is not ready to start and allocation is not likely
2509          * to succeed without it, then keep reclaiming.
2510          */
2511         if (compaction_suitable(zone, order, 0, 0) == COMPACT_SKIPPED)
2512                 return false;
2513
2514         return watermark_ok;
2515 }
2516
2517 /*
2518  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2519  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2520  * request.
2521  *
2522  * We reclaim from a zone even if that zone is over high_wmark_pages(zone).
2523  * Because:
2524  * a) The caller may be trying to free *extra* pages to satisfy a higher-order
2525  *    allocation or
2526  * b) The target zone may be at high_wmark_pages(zone) but the lower zones
2527  *    must go *over* high_wmark_pages(zone) to satisfy the `incremental min'
2528  *    zone defense algorithm.
2529  *
2530  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2531  * scan then give up on it.
2532  *
2533  * Returns true if a zone was reclaimable.
2534  */
2535 static bool shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2536 {
2537         struct zoneref *z;
2538         struct zone *zone;
2539         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2540         unsigned long nr_soft_scanned;
2541         gfp_t orig_mask;
2542         enum zone_type requested_highidx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2543         bool reclaimable = false;
2544
2545         /*
2546          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2547          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2548          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2549          */
2550         orig_mask = sc->gfp_mask;
2551         if (buffer_heads_over_limit)
2552                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2553
2554         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2555                                         requested_highidx, sc->nodemask) {
2556                 enum zone_type classzone_idx;
2557
2558                 if (!populated_zone(zone))
2559                         continue;
2560
2561                 classzone_idx = requested_highidx;
2562                 while (!populated_zone(zone->zone_pgdat->node_zones +
2563                                                         classzone_idx))
2564                         classzone_idx--;
2565
2566                 /*
2567                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2568                  * to global LRU.
2569                  */
2570                 if (global_reclaim(sc)) {
2571                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2572                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2573                                 continue;
2574
2575                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2576                             !zone_reclaimable(zone))
2577                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2578
2579                         /*
2580                          * If we already have plenty of memory free for
2581                          * compaction in this zone, don't free any more.
2582                          * Even though compaction is invoked for any
2583                          * non-zero order, only frequent costly order
2584                          * reclamation is disruptive enough to become a
2585                          * noticeable problem, like transparent huge
2586                          * page allocations.
2587                          */
2588                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2589                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2590                             zonelist_zone_idx(z) <= requested_highidx &&
2591                             compaction_ready(zone, sc->order)) {
2592                                 sc->compaction_ready = true;
2593                                 continue;
2594                         }
2595
2596                         /*
2597                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2598                          * and returns the number of reclaimed pages and
2599                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2600                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2601                          */
2602                         nr_soft_scanned = 0;
2603                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
2604                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2605                                                 &nr_soft_scanned);
2606                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2607                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2608                         if (nr_soft_reclaimed)
2609                                 reclaimable = true;
2610                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2611                 }
2612
2613                 if (shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx))
2614                         reclaimable = true;
2615
2616                 if (global_reclaim(sc) &&
2617                     !reclaimable && zone_reclaimable(zone))
2618                         reclaimable = true;
2619         }
2620
2621         /*
2622          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2623          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2624          */
2625         sc->gfp_mask = orig_mask;
2626
2627         return reclaimable;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2632  *
2633  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2634  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2635  *
2636  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2637  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2638  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2639  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2640  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2641  * work, and the allocation attempt will fail.
2642  *
2643  * returns:     0, if no pages reclaimed
2644  *              else, the number of pages reclaimed
2645  */
2646 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2647                                           struct scan_control *sc)
2648 {
2649         int initial_priority = sc->priority;
2650         unsigned long total_scanned = 0;
2651         unsigned long writeback_threshold;
2652         bool zones_reclaimable;
2653 retry:
2654         delayacct_freepages_start();
2655
2656         if (global_reclaim(sc))
2657                 count_vm_event(ALLOCSTALL);
2658
2659         do {
2660                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2661                                 sc->priority);
2662                 sc->nr_scanned = 0;
2663                 zones_reclaimable = shrink_zones(zonelist, sc);
2664
2665                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2666                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2667                         break;
2668
2669                 if (sc->compaction_ready)
2670                         break;
2671
2672                 /*
2673                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2674                  * writepage even in laptop mode.
2675                  */
2676                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2677                         sc->may_writepage = 1;
2678
2679                 /*
2680                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2681                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2682                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2683                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2684                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2685                  */
2686                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2687                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2688                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2689                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2690                         sc->may_writepage = 1;
2691                 }
2692         } while (--sc->priority >= 0);
2693
2694         delayacct_freepages_end();
2695
2696         if (sc->nr_reclaimed)
2697                 return sc->nr_reclaimed;
2698
2699         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2700         if (sc->compaction_ready)
2701                 return 1;
2702
2703         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2704         if (!sc->may_thrash) {
2705                 sc->priority = initial_priority;
2706                 sc->may_thrash = 1;
2707                 goto retry;
2708         }
2709
2710         /* Any of the zones still reclaimable?  Don't OOM. */
2711         if (zones_reclaimable)
2712                 return 1;
2713
2714         return 0;
2715 }
2716
2717 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2718 {
2719         struct zone *zone;
2720         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2721         unsigned long free_pages = 0;
2722         int i;
2723         bool wmark_ok;
2724
2725         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2726                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2727                 if (!populated_zone(zone) ||
2728                     zone_reclaimable_pages(zone) == 0)
2729                         continue;
2730
2731                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2732                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2733         }
2734
2735         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2736         if (!pfmemalloc_reserve)
2737                 return true;
2738
2739         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2740
2741         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2742         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2743                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx,
2744                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2745                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2746         }
2747
2748         return wmark_ok;
2749 }
2750
2751 /*
2752  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2753  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2754  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2755  * when the low watermark is reached.
2756  *
2757  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2758  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2759  */
2760 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2761                                         nodemask_t *nodemask)
2762 {
2763         struct zoneref *z;
2764         struct zone *zone;
2765         pg_data_t *pgdat = NULL;
2766
2767         /*
2768          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2769          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2770          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2771          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2772          * processes to block on log_wait_commit().
2773          */
2774         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2775                 goto out;
2776
2777         /*
2778          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2779          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2780          */
2781         if (fatal_signal_pending(current))
2782                 goto out;
2783
2784         /*
2785          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2786          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2787          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2788          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2789          *
2790          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2791          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2792          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2793          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2794          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2795          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2796          * should make reasonable progress.
2797          */
2798         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2799                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2800                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2801                         continue;
2802
2803                 /* Throttle based on the first usable node */
2804                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2805                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2806                         goto out;
2807                 break;
2808         }
2809
2810         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2811         if (!pgdat)
2812                 goto out;
2813
2814         /* Account for the throttling */
2815         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2816
2817         /*
2818          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2819          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2820          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2821          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2822          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2823          * second before continuing.
2824          */
2825         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2826                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2827                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2828
2829                 goto check_pending;
2830         }
2831
2832         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2833         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2834                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2835
2836 check_pending:
2837         if (fatal_signal_pending(current))
2838                 return true;
2839
2840 out:
2841         return false;
2842 }
2843
2844 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2845                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2846 {
2847         unsigned long nr_reclaimed;
2848         struct scan_control sc = {
2849                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2850                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2851                 .order = order,
2852                 .nodemask = nodemask,
2853                 .priority = DEF_PRIORITY,
2854                 .may_writepage = !laptop_mode,
2855                 .may_unmap = 1,
2856                 .may_swap = 1,
2857         };
2858
2859         /*
2860          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2861          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2862          * point.
2863          */
2864         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2865                 return 1;
2866
2867         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2868                                 sc.may_writepage,
2869                                 gfp_mask);
2870
2871         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2872
2873         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2874
2875         return nr_reclaimed;
2876 }
2877
2878 #ifdef CONFIG_MEMCG
2879
2880 unsigned long mem_cgroup_shrink_node_zone(struct mem_cgroup *memcg,
2881                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2882                                                 struct zone *zone,
2883                                                 unsigned long *nr_scanned)
2884 {
2885         struct scan_control sc = {
2886                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2887                 .target_mem_cgroup = memcg,
2888                 .may_writepage = !laptop_mode,
2889                 .may_unmap = 1,
2890                 .may_swap = !noswap,
2891         };
2892         unsigned long lru_pages;
2893
2894         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2895                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2896
2897         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2898                                                       sc.may_writepage,
2899                                                       sc.gfp_mask);
2900
2901         /*
2902          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2903          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
2904          * if we don't reclaim here, the shrink_zone from balance_pgdat
2905          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
2906          * the priority and make it zero.
2907          */
2908         shrink_zone_memcg(zone, memcg, &sc, &lru_pages);
2909
2910         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
2911
2912         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
2913         return sc.nr_reclaimed;
2914 }
2915
2916 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
2917                                            unsigned long nr_pages,
2918                                            gfp_t gfp_mask,
2919                                            bool may_swap)
2920 {
2921         struct zonelist *zonelist;
2922         unsigned long nr_reclaimed;
2923         int nid;
2924         struct scan_control sc = {
2925                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
2926                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2927                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
2928                 .target_mem_cgroup = memcg,
2929                 .priority = DEF_PRIORITY,
2930                 .may_writepage = !laptop_mode,
2931                 .may_unmap = 1,
2932                 .may_swap = may_swap,
2933         };
2934
2935         /*
2936          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
2937          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
2938          * scan does not need to be the current node.
2939          */
2940         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
2941
2942         zonelist = NODE_DATA(nid)->node_zonelists;
2943
2944         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
2945                                             sc.may_writepage,
2946                                             sc.gfp_mask);
2947
2948         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2949
2950         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
2951
2952         return nr_reclaimed;
2953 }
2954 #endif
2955
2956 static void age_active_anon(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2957 {
2958         struct mem_cgroup *memcg;
2959
2960         if (!total_swap_pages)
2961                 return;
2962
2963         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
2964         do {
2965                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2966
2967                 if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2968                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2969                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2970
2971                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
2972         } while (memcg);
2973 }
2974
2975 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order,
2976                           unsigned long balance_gap, int classzone_idx)
2977 {
2978         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, high_wmark_pages(zone) +
2979                                     balance_gap, classzone_idx))
2980                 return false;
2981
2982         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && order && compaction_suitable(zone,
2983                                 order, 0, classzone_idx) == COMPACT_SKIPPED)
2984                 return false;
2985
2986         return true;
2987 }
2988
2989 /*
2990  * pgdat_balanced() is used when checking if a node is balanced.
2991  *
2992  * For order-0, all zones must be balanced!
2993  *
2994  * For high-order allocations only zones that meet watermarks and are in a
2995  * zone allowed by the callers classzone_idx are added to balanced_pages. The
2996  * total of balanced pages must be at least 25% of the zones allowed by
2997  * classzone_idx for the node to be considered balanced. Forcing all zones to
2998  * be balanced for high orders can cause excessive reclaim when there are
2999  * imbalanced zones.
3000  * The choice of 25% is due to
3001  *   o a 16M DMA zone that is balanced will not balance a zone on any
3002  *     reasonable sized machine
3003  *   o On all other machines, the top zone must be at least a reasonable
3004  *     percentage of the middle zones. For example, on 32-bit x86, highmem
3005  *     would need to be at least 256M for it to be balance a whole node.
3006  *     Similarly, on x86-64 the Normal zone would need to be at least 1G
3007  *     to balance a node on its own. These seemed like reasonable ratios.
3008  */
3009 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3010 {
3011         unsigned long managed_pages = 0;
3012         unsigned long balanced_pages = 0;
3013         int i;
3014
3015         /* Check the watermark levels */
3016         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3017                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3018
3019                 if (!populated_zone(zone))
3020                         continue;
3021
3022                 managed_pages += zone->managed_pages;
3023
3024                 /*
3025                  * A special case here:
3026                  *
3027                  * balance_pgdat() skips over all_unreclaimable after
3028                  * DEF_PRIORITY. Effectively, it considers them balanced so
3029                  * they must be considered balanced here as well!
3030                  */
3031                 if (!zone_reclaimable(zone)) {
3032                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3033                         continue;
3034                 }
3035
3036                 if (zone_balanced(zone, order, 0, i))
3037                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3038                 else if (!order)
3039                         return false;
3040         }
3041
3042         if (order)
3043                 return balanced_pages >= (managed_pages >> 2);
3044         else
3045                 return true;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3050  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3051  *
3052  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3053  */
3054 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, long remaining,
3055                                         int classzone_idx)
3056 {
3057         /* If a direct reclaimer woke kswapd within HZ/10, it's premature */
3058         if (remaining)
3059                 return false;
3060
3061         /*
3062          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3063          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3064          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3065          * throttled. There is also a potential race if processes get
3066          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3067          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3068          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3069          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3070          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3071          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3072          * that here we are under prepare_to_wait().
3073          */
3074         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3075                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3076
3077         return pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx);
3078 }
3079
3080 /*
3081  * kswapd shrinks the zone by the number of pages required to reach
3082  * the high watermark.
3083  *
3084  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3085  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3086  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3087  */
3088 static bool kswapd_shrink_zone(struct zone *zone,
3089                                int classzone_idx,
3090                                struct scan_control *sc,
3091                                unsigned long *nr_attempted)
3092 {
3093         int testorder = sc->order;
3094         unsigned long balance_gap;
3095         bool lowmem_pressure;
3096
3097         /* Reclaim above the high watermark. */
3098         sc->nr_to_reclaim = max(SWAP_CLUSTER_MAX, high_wmark_pages(zone));
3099
3100         /*
3101          * Kswapd reclaims only single pages with compaction enabled. Trying
3102          * too hard to reclaim until contiguous free pages have become
3103          * available can hurt performance by evicting too much useful data
3104          * from memory. Do not reclaim more than needed for compaction.
3105          */
3106         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
3107                         compaction_suitable(zone, sc->order, 0, classzone_idx)
3108                                                         != COMPACT_SKIPPED)
3109                 testorder = 0;
3110
3111         /*
3112          * We put equal pressure on every zone, unless one zone has way too
3113          * many pages free already. The "too many pages" is defined as the
3114          * high wmark plus a "gap" where the gap is either the low
3115          * watermark or 1% of the zone, whichever is smaller.
3116          */
3117         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
3118                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
3119
3120         /*
3121          * If there is no low memory pressure or the zone is balanced then no
3122          * reclaim is necessary
3123          */
3124         lowmem_pressure = (buffer_heads_over_limit && is_highmem(zone));
3125         if (!lowmem_pressure && zone_balanced(zone, testorder,
3126                                                 balance_gap, classzone_idx))
3127                 return true;
3128
3129         shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx);
3130
3131         /* Account for the number of pages attempted to reclaim */
3132         *nr_attempted += sc->nr_to_reclaim;
3133
3134         clear_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
3135
3136         /*
3137          * If a zone reaches its high watermark, consider it to be no longer
3138          * congested. It's possible there are dirty pages backed by congested
3139          * BDIs but as pressure is relieved, speculatively avoid congestion
3140          * waits.
3141          */
3142         if (zone_reclaimable(zone) &&
3143             zone_balanced(zone, testorder, 0, classzone_idx)) {
3144                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3145                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3146         }
3147
3148         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3149 }
3150
3151 /*
3152  * For kswapd, balance_pgdat() will work across all this node's zones until
3153  * they are all at high_wmark_pages(zone).
3154  *
3155  * Returns the final order kswapd was reclaiming at
3156  *
3157  * There is special handling here for zones which are full of pinned pages.
3158  * This can happen if the pages are all mlocked, or if they are all used by
3159  * device drivers (say, ZONE_DMA).  Or if they are all in use by hugetlb.
3160  * What we do is to detect the case where all pages in the zone have been
3161  * scanned twice and there has been zero successful reclaim.  Mark the zone as
3162  * dead and from now on, only perform a short scan.  Basically we're polling
3163  * the zone for when the problem goes away.
3164  *
3165  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3166  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3167  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), we scan that zone and the
3168  * lower zones regardless of the number of free pages in the lower zones. This
3169  * interoperates with the page allocator fallback scheme to ensure that aging
3170  * of pages is balanced across the zones.
3171  */
3172 static unsigned long balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order,
3173                                                         int *classzone_idx)
3174 {
3175         int i;
3176         int end_zone = 0;       /* Inclusive.  0 = ZONE_DMA */
3177         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3178         unsigned long nr_soft_scanned;
3179         struct scan_control sc = {
3180                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3181                 .order = order,
3182                 .priority = DEF_PRIORITY,
3183                 .may_writepage = !laptop_mode,
3184                 .may_unmap = 1,
3185                 .may_swap = 1,
3186         };
3187         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3188
3189         do {
3190                 unsigned long nr_attempted = 0;
3191                 bool raise_priority = true;
3192                 bool pgdat_needs_compaction = (order > 0);
3193
3194                 sc.nr_reclaimed = 0;
3195
3196                 /*
3197                  * Scan in the highmem->dma direction for the highest
3198                  * zone which needs scanning
3199                  */
3200                 for (i = pgdat->nr_zones - 1; i >= 0; i--) {
3201                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3202
3203                         if (!populated_zone(zone))
3204                                 continue;
3205
3206                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3207                             !zone_reclaimable(zone))
3208                                 continue;
3209
3210                         /*
3211                          * Do some background aging of the anon list, to give
3212                          * pages a chance to be referenced before reclaiming.
3213                          */
3214                         age_active_anon(zone, &sc);
3215
3216                         /*
3217                          * If the number of buffer_heads in the machine
3218                          * exceeds the maximum allowed level and this node
3219                          * has a highmem zone, force kswapd to reclaim from
3220                          * it to relieve lowmem pressure.
3221                          */
3222                         if (buffer_heads_over_limit && is_highmem_idx(i)) {
3223                                 end_zone = i;
3224                                 break;
3225                         }
3226
3227                         if (!zone_balanced(zone, order, 0, 0)) {
3228                                 end_zone = i;
3229                                 break;
3230                         } else {
3231                                 /*
3232                                  * If balanced, clear the dirty and congested
3233                                  * flags
3234                                  */
3235                                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3236                                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3237                         }
3238                 }
3239
3240                 if (i < 0)
3241                         goto out;
3242
3243                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3244                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3245
3246                         if (!populated_zone(zone))
3247                                 continue;
3248
3249                         /*
3250                          * If any zone is currently balanced then kswapd will
3251                          * not call compaction as it is expected that the
3252                          * necessary pages are already available.
3253                          */
3254                         if (pgdat_needs_compaction &&
3255                                         zone_watermark_ok(zone, order,
3256                                                 low_wmark_pages(zone),
3257                                                 *classzone_idx, 0))
3258                                 pgdat_needs_compaction = false;
3259                 }
3260
3261                 /*
3262                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3263                  * even in laptop mode.
3264                  */
3265                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3266                         sc.may_writepage = 1;
3267
3268                 /*
3269                  * Now scan the zone in the dma->highmem direction, stopping
3270                  * at the last zone which needs scanning.
3271                  *
3272                  * We do this because the page allocator works in the opposite
3273                  * direction.  This prevents the page allocator from allocating
3274                  * pages behind kswapd's direction of progress, which would
3275                  * cause too much scanning of the lower zones.
3276                  */
3277                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3278                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3279
3280                         if (!populated_zone(zone))
3281                                 continue;
3282
3283                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3284                             !zone_reclaimable(zone))
3285                                 continue;
3286
3287                         sc.nr_scanned = 0;
3288
3289                         nr_soft_scanned = 0;
3290                         /*
3291                          * Call soft limit reclaim before calling shrink_zone.
3292                          */
3293                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
3294                                                         order, sc.gfp_mask,
3295                                                         &nr_soft_scanned);
3296                         sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3297
3298                         /*
3299                          * There should be no need to raise the scanning
3300                          * priority if enough pages are already being scanned
3301                          * that that high watermark would be met at 100%
3302                          * efficiency.
3303                          */
3304                         if (kswapd_shrink_zone(zone, end_zone,
3305                                                &sc, &nr_attempted))
3306                                 raise_priority = false;
3307                 }
3308
3309                 /*
3310                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3311                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3312                  * able to safely make forward progress. Wake them
3313                  */
3314                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3315                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3316                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3317
3318                 /*
3319                  * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced
3320                  * for high-order allocations in all zones. If twice the
3321                  * allocation size has been reclaimed and the zones are still
3322                  * not balanced then recheck the watermarks at order-0 to
3323                  * prevent kswapd reclaiming excessively. Assume that a
3324                  * process requested a high-order can direct reclaim/compact.
3325                  */
3326                 if (order && sc.nr_reclaimed >= 2UL << order)
3327                         order = sc.order = 0;
3328
3329                 /* Check if kswapd should be suspending */
3330                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3331                         break;
3332
3333                 /*
3334                  * Compact if necessary and kswapd is reclaiming at least the
3335                  * high watermark number of pages as requsted
3336                  */
3337                 if (pgdat_needs_compaction && sc.nr_reclaimed > nr_attempted)
3338                         compact_pgdat(pgdat, order);
3339
3340                 /*
3341                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3342                  * progress in reclaiming pages
3343                  */
3344                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3345                         sc.priority--;
3346         } while (sc.priority >= 1 &&
3347                  !pgdat_balanced(pgdat, order, *classzone_idx));
3348
3349 out:
3350         /*
3351          * Return the order we were reclaiming at so prepare_kswapd_sleep()
3352          * makes a decision on the order we were last reclaiming at. However,
3353          * if another caller entered the allocator slow path while kswapd
3354          * was awake, order will remain at the higher level
3355          */
3356         *classzone_idx = end_zone;
3357         return order;
3358 }
3359
3360 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3361 {
3362         long remaining = 0;
3363         DEFINE_WAIT(wait);
3364
3365         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3366                 return;
3367
3368         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3369
3370         /* Try to sleep for a short interval */
3371         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3372                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3373                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3374                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3375         }
3376
3377         /*
3378          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3379          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3380          */
3381         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3382                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3383
3384                 /*
3385                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3386                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3387                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3388                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3389                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3390                  * them before going back to sleep.
3391                  */
3392                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3393
3394                 /*
3395                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3396                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3397                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3398                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3399                  */
3400                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3401
3402                 if (!kthread_should_stop())
3403                         schedule();
3404
3405                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3406         } else {
3407                 if (remaining)
3408                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3409                 else
3410                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3411         }
3412         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3413 }
3414
3415 /*
3416  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3417  * from the init process.
3418  *
3419  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3420  * free memory available even if there is no other activity
3421  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3422  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3423  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3424  *
3425  * If there are applications that are active memory-allocators
3426  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3427  */
3428 static int kswapd(void *p)
3429 {
3430         unsigned long order, new_order;
3431         unsigned balanced_order;
3432         int classzone_idx, new_classzone_idx;
3433         int balanced_classzone_idx;
3434         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3435         struct task_struct *tsk = current;
3436
3437         struct reclaim_state reclaim_state = {
3438                 .reclaimed_slab = 0,
3439         };
3440         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3441
3442         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3443
3444         if (!cpumask_empty(cpumask))
3445                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3446         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3447
3448         /*
3449          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3450          * and that if we need more memory we should get access to it
3451          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3452          * never get caught in the normal page freeing logic.
3453          *
3454          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3455          * you need a small amount of memory in order to be able to
3456          * page out something else, and this flag essentially protects
3457          * us from recursively trying to free more memory as we're
3458          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3459          */
3460         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3461         set_freezable();
3462
3463         order = new_order = 0;
3464         balanced_order = 0;
3465         classzone_idx = new_classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3466         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3467         for ( ; ; ) {
3468                 bool ret;
3469
3470                 /*
3471                  * If the last balance_pgdat was unsuccessful it's unlikely a
3472                  * new request of a similar or harder type will succeed soon
3473                  * so consider going to sleep on the basis we reclaimed at
3474                  */
3475                 if (balanced_classzone_idx >= new_classzone_idx &&
3476                                         balanced_order == new_order) {
3477                         new_order = pgdat->kswapd_max_order;
3478                         new_classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3479                         pgdat->kswapd_max_order =  0;
3480                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3481                 }
3482
3483                 if (order < new_order || classzone_idx > new_classzone_idx) {
3484                         /*
3485                          * Don't sleep if someone wants a larger 'order'
3486                          * allocation or has tigher zone constraints
3487                          */
3488                         order = new_order;
3489                         classzone_idx = new_classzone_idx;
3490                 } else {
3491                         kswapd_try_to_sleep(pgdat, balanced_order,
3492                                                 balanced_classzone_idx);
3493                         order = pgdat->kswapd_max_order;
3494                         classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3495                         new_order = order;
3496                         new_classzone_idx = classzone_idx;
3497                         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3498                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3499                 }
3500
3501                 ret = try_to_freeze();
3502                 if (kthread_should_stop())
3503                         break;
3504
3505                 /*
3506                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3507                  * after returning from the refrigerator
3508                  */
3509                 if (!ret) {
3510                         trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, order);
3511                         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3512                         balanced_order = balance_pgdat(pgdat, order,
3513                                                 &balanced_classzone_idx);
3514                 }
3515         }
3516
3517         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3518         current->reclaim_state = NULL;
3519         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3520
3521         return 0;
3522 }
3523
3524 /*
3525  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3526  */
3527 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3528 {
3529         pg_data_t *pgdat;
3530
3531         if (!populated_zone(zone))
3532                 return;
3533
3534         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3535                 return;
3536         pgdat = zone->zone_pgdat;
3537         if (pgdat->kswapd_max_order < order) {
3538                 pgdat->kswapd_max_order = order;
3539                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx, classzone_idx);
3540         }
3541         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3542                 return;
3543         if (zone_balanced(zone, order, 0, 0))
3544                 return;
3545
3546         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3547         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3548 }
3549
3550 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3551 /*
3552  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3553  * freed pages.
3554  *
3555  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3556  * LRU order by reclaiming preferentially
3557  * inactive > active > active referenced > active mapped
3558  */
3559 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3560 {
3561         struct reclaim_state reclaim_state;
3562         struct scan_control sc = {
3563                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3564                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3565                 .priority = DEF_PRIORITY,
3566                 .may_writepage = 1,
3567                 .may_unmap = 1,
3568                 .may_swap = 1,
3569                 .hibernation_mode = 1,
3570         };
3571         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3572         struct task_struct *p = current;
3573         unsigned long nr_reclaimed;
3574
3575         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3576         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3577         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3578         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3579
3580         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3581
3582         p->reclaim_state = NULL;
3583         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3584         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3585
3586         return nr_reclaimed;
3587 }
3588 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3589
3590 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3591    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3592    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3593    restore their cpu bindings. */
3594 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3595                         void *hcpu)
3596 {
3597         int nid;
3598
3599         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3600                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3601                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3602                         const struct cpumask *mask;
3603
3604                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3605
3606                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3607                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3608                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3609                 }
3610         }
3611         return NOTIFY_OK;
3612 }
3613
3614 /*
3615  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3616  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3617  */
3618 int kswapd_run(int nid)
3619 {
3620         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3621         int ret = 0;
3622
3623         if (pgdat->kswapd)
3624                 return 0;
3625
3626         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3627         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3628                 /* failure at boot is fatal */
3629                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3630                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3631                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3632                 pgdat->kswapd = NULL;
3633         }
3634         return ret;
3635 }
3636
3637 /*
3638  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3639  * hold mem_hotplug_begin/end().
3640  */
3641 void kswapd_stop(int nid)
3642 {
3643         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3644
3645         if (kswapd) {
3646                 kthread_stop(kswapd);
3647                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3648         }
3649 }
3650
3651 static int __init kswapd_init(void)
3652 {
3653         int nid;
3654
3655         swap_setup();
3656         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3657                 kswapd_run(nid);
3658         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3659         return 0;
3660 }
3661
3662 module_init(kswapd_init)
3663
3664 #ifdef CONFIG_NUMA
3665 /*
3666  * Zone reclaim mode
3667  *
3668  * If non-zero call zone_reclaim when the number of free pages falls below
3669  * the watermarks.
3670  */
3671 int zone_reclaim_mode __read_mostly;
3672
3673 #define RECLAIM_OFF 0
3674 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3675 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3676 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3677
3678 /*
3679  * Priority for ZONE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3680  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3681  * a zone.
3682  */
3683 #define ZONE_RECLAIM_PRIORITY 4
3684
3685 /*
3686  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for zone_reclaim to
3687  * occur.
3688  */
3689 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3690
3691 /*
3692  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3693  * slab reclaim needs to occur.
3694  */
3695 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3696
3697 static inline unsigned long zone_unmapped_file_pages(struct zone *zone)
3698 {
3699         unsigned long file_mapped = zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED);
3700         unsigned long file_lru = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
3701                 zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE);
3702
3703         /*
3704          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3705          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3706          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3707          */
3708         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3709 }
3710
3711 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3712 static unsigned long zone_pagecache_reclaimable(struct zone *zone)
3713 {
3714         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3715         unsigned long delta = 0;
3716
3717         /*
3718          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3719          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3720          * pages like swapcache and zone_unmapped_file_pages() provides
3721          * a better estimate
3722          */
3723         if (zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3724                 nr_pagecache_reclaimable = zone_page_state(zone, NR_FILE_PAGES);
3725         else
3726                 nr_pagecache_reclaimable = zone_unmapped_file_pages(zone);
3727
3728         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3729         if (!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3730                 delta += zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY);
3731
3732         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3733         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3734                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3735
3736         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3737 }
3738
3739 /*
3740  * Try to free up some pages from this zone through reclaim.
3741  */
3742 static int __zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3743 {
3744         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3745         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3746         struct task_struct *p = current;
3747         struct reclaim_state reclaim_state;
3748         struct scan_control sc = {
3749                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3750                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3751                 .order = order,
3752                 .priority = ZONE_RECLAIM_PRIORITY,
3753                 .may_writepage = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3754                 .may_unmap = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3755                 .may_swap = 1,
3756         };
3757
3758         cond_resched();
3759         /*
3760          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3761          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3762          * and RECLAIM_UNMAP.
3763          */
3764         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3765         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3766         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3767         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3768
3769         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) > zone->min_unmapped_pages) {
3770                 /*
3771                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3772                  * priorities until we have enough memory freed.
3773                  */
3774                 do {
3775                         shrink_zone(zone, &sc, true);
3776                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3777         }
3778
3779         p->reclaim_state = NULL;
3780         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3781         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3782         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3783 }
3784
3785 int zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3786 {
3787         int node_id;
3788         int ret;
3789
3790         /*
3791          * Zone reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3792          * slab pages if we are over the defined limits.
3793          *
3794          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3795          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3796          * thrown out if the zone is overallocated. So we do not reclaim
3797          * if less than a specified percentage of the zone is used by
3798          * unmapped file backed pages.
3799          */
3800         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) <= zone->min_unmapped_pages &&
3801             zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= zone->min_slab_pages)
3802                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3803
3804         if (!zone_reclaimable(zone))
3805                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3806
3807         /*
3808          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3809          */
3810         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3811                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3812
3813         /*
3814          * Only run zone reclaim on the local zone or on zones that do not
3815          * have associated processors. This will favor the local processor
3816          * over remote processors and spread off node memory allocations
3817          * as wide as possible.
3818          */
3819         node_id = zone_to_nid(zone);
3820         if (node_state(node_id, N_CPU) && node_id != numa_node_id())
3821                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3822
3823         if (test_and_set_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags))
3824                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3825
3826         ret = __zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
3827         clear_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
3828
3829         if (!ret)
3830                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3831
3832         return ret;
3833 }
3834 #endif
3835
3836 /*
3837  * page_evictable - test whether a page is evictable
3838  * @page: the page to test
3839  *
3840  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3841  * lists vs unevictable list.
3842  *
3843  * Reasons page might not be evictable:
3844  * (1) page's mapping marked unevictable
3845  * (2) page is part of an mlocked VMA
3846  *
3847  */
3848 int page_evictable(struct page *page)
3849 {
3850         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3851 }
3852
3853 #ifdef CONFIG_SHMEM
3854 /**
3855  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3856  * @pages:      array of pages to check
3857  * @nr_pages:   number of pages to check
3858  *
3859  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3860  *
3861  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3862  */
3863 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3864 {
3865         struct lruvec *lruvec;
3866         struct zone *zone = NULL;
3867         int pgscanned = 0;
3868         int pgrescued = 0;
3869         int i;
3870
3871         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3872                 struct page *page = pages[i];
3873                 struct zone *pagezone;
3874
3875                 pgscanned++;
3876                 pagezone = page_zone(page);
3877                 if (pagezone != zone) {
3878                         if (zone)
3879                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3880                         zone = pagezone;
3881                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
3882                 }
3883                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
3884
3885                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3886                         continue;
3887
3888                 if (page_evictable(page)) {
3889                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3890
3891                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3892                         ClearPageUnevictable(page);
3893                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3894                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3895                         pgrescued++;
3896                 }
3897         }
3898
3899         if (zone) {
3900                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3901                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3902                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3903         }
3904 }
3905 #endif /* CONFIG_SHMEM */