]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
mm: fix check for reclaimable pages in PF_MEMALLOC reclaim throttling
[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/sched/mm.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/gfp.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmpressure.h>
26 #include <linux/vmstat.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
31                                         buffer_heads_over_limit */
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/backing-dev.h>
34 #include <linux/rmap.h>
35 #include <linux/topology.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/compaction.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/rwsem.h>
41 #include <linux/delay.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <linux/freezer.h>
44 #include <linux/memcontrol.h>
45 #include <linux/delayacct.h>
46 #include <linux/sysctl.h>
47 #include <linux/oom.h>
48 #include <linux/prefetch.h>
49 #include <linux/printk.h>
50 #include <linux/dax.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/div64.h>
54
55 #include <linux/swapops.h>
56 #include <linux/balloon_compaction.h>
57
58 #include "internal.h"
59
60 #define CREATE_TRACE_POINTS
61 #include <trace/events/vmscan.h>
62
63 struct scan_control {
64         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
65         unsigned long nr_to_reclaim;
66
67         /* This context's GFP mask */
68         gfp_t gfp_mask;
69
70         /* Allocation order */
71         int order;
72
73         /*
74          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
75          * are scanned.
76          */
77         nodemask_t      *nodemask;
78
79         /*
80          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
81          * primary target of this reclaim invocation.
82          */
83         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
84
85         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
86         int priority;
87
88         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
89         enum zone_type reclaim_idx;
90
91         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
92         unsigned int may_writepage:1;
93
94         /* Can mapped pages be reclaimed? */
95         unsigned int may_unmap:1;
96
97         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
98         unsigned int may_swap:1;
99
100         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
101         unsigned int may_thrash:1;
102
103         unsigned int hibernation_mode:1;
104
105         /* One of the zones is ready for compaction */
106         unsigned int compaction_ready:1;
107
108         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
109         unsigned long nr_scanned;
110
111         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
112         unsigned long nr_reclaimed;
113 };
114
115 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
116 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
117         do {                                                            \
118                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
119                         struct page *prev;                              \
120                                                                         \
121                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
122                         prefetch(&prev->_field);                        \
123                 }                                                       \
124         } while (0)
125 #else
126 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
127 #endif
128
129 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
130 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
131         do {                                                            \
132                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
133                         struct page *prev;                              \
134                                                                         \
135                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
136                         prefetchw(&prev->_field);                       \
137                 }                                                       \
138         } while (0)
139 #else
140 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
141 #endif
142
143 /*
144  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
145  */
146 int vm_swappiness = 60;
147 /*
148  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
149  * zones.
150  */
151 unsigned long vm_total_pages;
152
153 static LIST_HEAD(shrinker_list);
154 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
155
156 #ifdef CONFIG_MEMCG
157 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
158 {
159         return !sc->target_mem_cgroup;
160 }
161
162 /**
163  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
164  * @sc: scan_control in question
165  *
166  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
167  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
168  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
169  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
170  * allocation and configurability.
171  *
172  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
173  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
174  */
175 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
176 {
177         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
178
179         if (!memcg)
180                 return true;
181 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
182         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
183                 return true;
184 #endif
185         return false;
186 }
187 #else
188 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
189 {
190         return true;
191 }
192
193 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
194 {
195         return true;
196 }
197 #endif
198
199 /*
200  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
201  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
202  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
203  */
204 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
205 {
206         unsigned long nr;
207
208         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
209                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
210         if (get_nr_swap_pages() > 0)
211                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
212                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
213
214         return nr;
215 }
216
217 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
218 {
219         unsigned long nr;
220
221         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
222              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
223              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
224
225         if (get_nr_swap_pages() > 0)
226                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
227                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
228                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
229
230         return nr;
231 }
232
233 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
234 {
235         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
236                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
237 }
238
239 /**
240  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
241  * @lruvec: lru vector
242  * @lru: lru to use
243  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
244  */
245 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
246 {
247         unsigned long lru_size;
248         int zid;
249
250         if (!mem_cgroup_disabled())
251                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
252         else
253                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
254
255         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
256                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
257                 unsigned long size;
258
259                 if (!managed_zone(zone))
260                         continue;
261
262                 if (!mem_cgroup_disabled())
263                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
264                 else
265                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
266                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
267                 lru_size -= min(size, lru_size);
268         }
269
270         return lru_size;
271
272 }
273
274 /*
275  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
276  */
277 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
278 {
279         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
280
281         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
282                 size *= nr_node_ids;
283
284         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
285         if (!shrinker->nr_deferred)
286                 return -ENOMEM;
287
288         down_write(&shrinker_rwsem);
289         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
290         up_write(&shrinker_rwsem);
291         return 0;
292 }
293 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
294
295 /*
296  * Remove one
297  */
298 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
299 {
300         down_write(&shrinker_rwsem);
301         list_del(&shrinker->list);
302         up_write(&shrinker_rwsem);
303         kfree(shrinker->nr_deferred);
304 }
305 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
306
307 #define SHRINK_BATCH 128
308
309 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
310                                     struct shrinker *shrinker,
311                                     unsigned long nr_scanned,
312                                     unsigned long nr_eligible)
313 {
314         unsigned long freed = 0;
315         unsigned long long delta;
316         long total_scan;
317         long freeable;
318         long nr;
319         long new_nr;
320         int nid = shrinkctl->nid;
321         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
322                                           : SHRINK_BATCH;
323         long scanned = 0, next_deferred;
324
325         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
326         if (freeable == 0)
327                 return 0;
328
329         /*
330          * copy the current shrinker scan count into a local variable
331          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
332          * don't also do this scanning work.
333          */
334         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
335
336         total_scan = nr;
337         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
338         delta *= freeable;
339         do_div(delta, nr_eligible + 1);
340         total_scan += delta;
341         if (total_scan < 0) {
342                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
343                        shrinker->scan_objects, total_scan);
344                 total_scan = freeable;
345                 next_deferred = nr;
346         } else
347                 next_deferred = total_scan;
348
349         /*
350          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
351          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
352          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
353          * nr being built up so when a shrink that can do some work
354          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
355          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
356          * memory.
357          *
358          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
359          * a large delta change is calculated directly.
360          */
361         if (delta < freeable / 4)
362                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
363
364         /*
365          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
366          * never try to free more than twice the estimate number of
367          * freeable entries.
368          */
369         if (total_scan > freeable * 2)
370                 total_scan = freeable * 2;
371
372         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
373                                    nr_scanned, nr_eligible,
374                                    freeable, delta, total_scan);
375
376         /*
377          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
378          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
379          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
380          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
381          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
382          * objects spread over several slabs with usage less than the
383          * batch_size.
384          *
385          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
386          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
387          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
388          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
389          * possible.
390          */
391         while (total_scan >= batch_size ||
392                total_scan >= freeable) {
393                 unsigned long ret;
394                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
395
396                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
397                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
398                 if (ret == SHRINK_STOP)
399                         break;
400                 freed += ret;
401
402                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
403                 total_scan -= nr_to_scan;
404                 scanned += nr_to_scan;
405
406                 cond_resched();
407         }
408
409         if (next_deferred >= scanned)
410                 next_deferred -= scanned;
411         else
412                 next_deferred = 0;
413         /*
414          * move the unused scan count back into the shrinker in a
415          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
416          * scan, there is no need to do an update.
417          */
418         if (next_deferred > 0)
419                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
420                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
421         else
422                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
423
424         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
425         return freed;
426 }
427
428 /**
429  * shrink_slab - shrink slab caches
430  * @gfp_mask: allocation context
431  * @nid: node whose slab caches to target
432  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
433  * @nr_scanned: pressure numerator
434  * @nr_eligible: pressure denominator
435  *
436  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
437  *
438  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
439  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
440  *
441  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
442  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
443  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
444  * shrinkers are called.
445  *
446  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
447  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
448  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
449  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
450  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
451  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
452  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
453  *
454  * Returns the number of reclaimed slab objects.
455  */
456 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
457                                  struct mem_cgroup *memcg,
458                                  unsigned long nr_scanned,
459                                  unsigned long nr_eligible)
460 {
461         struct shrinker *shrinker;
462         unsigned long freed = 0;
463
464         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
465                 return 0;
466
467         if (nr_scanned == 0)
468                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
469
470         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
471                 /*
472                  * If we would return 0, our callers would understand that we
473                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
474                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
475                  * time.
476                  */
477                 freed = 1;
478                 goto out;
479         }
480
481         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
482                 struct shrink_control sc = {
483                         .gfp_mask = gfp_mask,
484                         .nid = nid,
485                         .memcg = memcg,
486                 };
487
488                 /*
489                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
490                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
491                  * passing NULL for memcg.
492                  */
493                 if (memcg_kmem_enabled() &&
494                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
495                         continue;
496
497                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
498                         sc.nid = 0;
499
500                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
501         }
502
503         up_read(&shrinker_rwsem);
504 out:
505         cond_resched();
506         return freed;
507 }
508
509 void drop_slab_node(int nid)
510 {
511         unsigned long freed;
512
513         do {
514                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
515
516                 freed = 0;
517                 do {
518                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
519                                              1000, 1000);
520                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
521         } while (freed > 10);
522 }
523
524 void drop_slab(void)
525 {
526         int nid;
527
528         for_each_online_node(nid)
529                 drop_slab_node(nid);
530 }
531
532 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
533 {
534         /*
535          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
536          * that isolated the page, the page cache radix tree and
537          * optional buffer heads at page->private.
538          */
539         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
540 }
541
542 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
543 {
544         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
545                 return 1;
546         if (!inode_write_congested(inode))
547                 return 1;
548         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
549                 return 1;
550         return 0;
551 }
552
553 /*
554  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
555  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
556  * fsync(), msync() or close().
557  *
558  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
559  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
560  * that page is locked, the mapping is pinned.
561  *
562  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
563  * __GFP_FS.
564  */
565 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
566                                 struct page *page, int error)
567 {
568         lock_page(page);
569         if (page_mapping(page) == mapping)
570                 mapping_set_error(mapping, error);
571         unlock_page(page);
572 }
573
574 /* possible outcome of pageout() */
575 typedef enum {
576         /* failed to write page out, page is locked */
577         PAGE_KEEP,
578         /* move page to the active list, page is locked */
579         PAGE_ACTIVATE,
580         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
581         PAGE_SUCCESS,
582         /* page is clean and locked */
583         PAGE_CLEAN,
584 } pageout_t;
585
586 /*
587  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
588  * Calls ->writepage().
589  */
590 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
591                          struct scan_control *sc)
592 {
593         /*
594          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
595          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
596          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
597          * stalls if we need to run get_block().  We could test
598          * PagePrivate for that.
599          *
600          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
601          * this page's queue, we can perform writeback even if that
602          * will block.
603          *
604          * If the page is swapcache, write it back even if that would
605          * block, for some throttling. This happens by accident, because
606          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
607          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
608          */
609         if (!is_page_cache_freeable(page))
610                 return PAGE_KEEP;
611         if (!mapping) {
612                 /*
613                  * Some data journaling orphaned pages can have
614                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
615                  */
616                 if (page_has_private(page)) {
617                         if (try_to_free_buffers(page)) {
618                                 ClearPageDirty(page);
619                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
620                                 return PAGE_CLEAN;
621                         }
622                 }
623                 return PAGE_KEEP;
624         }
625         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
626                 return PAGE_ACTIVATE;
627         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
628                 return PAGE_KEEP;
629
630         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
631                 int res;
632                 struct writeback_control wbc = {
633                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
634                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
635                         .range_start = 0,
636                         .range_end = LLONG_MAX,
637                         .for_reclaim = 1,
638                 };
639
640                 SetPageReclaim(page);
641                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
642                 if (res < 0)
643                         handle_write_error(mapping, page, res);
644                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
645                         ClearPageReclaim(page);
646                         return PAGE_ACTIVATE;
647                 }
648
649                 if (!PageWriteback(page)) {
650                         /* synchronous write or broken a_ops? */
651                         ClearPageReclaim(page);
652                 }
653                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
654                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
655                 return PAGE_SUCCESS;
656         }
657
658         return PAGE_CLEAN;
659 }
660
661 /*
662  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
663  * gets returned with a refcount of 0.
664  */
665 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
666                             bool reclaimed)
667 {
668         unsigned long flags;
669
670         BUG_ON(!PageLocked(page));
671         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
672
673         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
674         /*
675          * The non racy check for a busy page.
676          *
677          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
678          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
679          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
680          * here, then the following race may occur:
681          *
682          * get_user_pages(&page);
683          * [user mapping goes away]
684          * write_to(page);
685          *                              !PageDirty(page)    [good]
686          * SetPageDirty(page);
687          * put_page(page);
688          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
689          *
690          * [oops, our write_to data is lost]
691          *
692          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
693          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
694          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
695          *
696          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
697          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
698          */
699         if (!page_ref_freeze(page, 2))
700                 goto cannot_free;
701         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
702         if (unlikely(PageDirty(page))) {
703                 page_ref_unfreeze(page, 2);
704                 goto cannot_free;
705         }
706
707         if (PageSwapCache(page)) {
708                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
709                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
710                 __delete_from_swap_cache(page);
711                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
712                 swapcache_free(swap);
713         } else {
714                 void (*freepage)(struct page *);
715                 void *shadow = NULL;
716
717                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
718                 /*
719                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
720                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
721                  *
722                  * But don't store shadows in an address space that is
723                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
724                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
725                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
726                  * back.
727                  *
728                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
729                  * only page cache pages found in these are zero pages
730                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
731                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
732                  * same page_tree.
733                  */
734                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
735                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
736                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
737                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
738                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
739
740                 if (freepage != NULL)
741                         freepage(page);
742         }
743
744         return 1;
745
746 cannot_free:
747         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
748         return 0;
749 }
750
751 /*
752  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
753  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
754  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
755  * this page.
756  */
757 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
758 {
759         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
760                 /*
761                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
762                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
763                  * atomic operation.
764                  */
765                 page_ref_unfreeze(page, 1);
766                 return 1;
767         }
768         return 0;
769 }
770
771 /**
772  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
773  * @page: page to be put back to appropriate lru list
774  *
775  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
776  * Page may still be unevictable for other reasons.
777  *
778  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
779  */
780 void putback_lru_page(struct page *page)
781 {
782         bool is_unevictable;
783         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
784
785         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
786
787 redo:
788         ClearPageUnevictable(page);
789
790         if (page_evictable(page)) {
791                 /*
792                  * For evictable pages, we can use the cache.
793                  * In event of a race, worst case is we end up with an
794                  * unevictable page on [in]active list.
795                  * We know how to handle that.
796                  */
797                 is_unevictable = false;
798                 lru_cache_add(page);
799         } else {
800                 /*
801                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
802                  * list.
803                  */
804                 is_unevictable = true;
805                 add_page_to_unevictable_list(page);
806                 /*
807                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
808                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
809                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
810                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
811                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
812                  * the page back to the evictable list.
813                  *
814                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
815                  */
816                 smp_mb();
817         }
818
819         /*
820          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
821          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
822          * check after we added it to the list, again.
823          */
824         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
825                 if (!isolate_lru_page(page)) {
826                         put_page(page);
827                         goto redo;
828                 }
829                 /* This means someone else dropped this page from LRU
830                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
831                  * nothing to do here.
832                  */
833         }
834
835         if (was_unevictable && !is_unevictable)
836                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
837         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
838                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
839
840         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
841 }
842
843 enum page_references {
844         PAGEREF_RECLAIM,
845         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
846         PAGEREF_KEEP,
847         PAGEREF_ACTIVATE,
848 };
849
850 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
851                                                   struct scan_control *sc)
852 {
853         int referenced_ptes, referenced_page;
854         unsigned long vm_flags;
855
856         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
857                                           &vm_flags);
858         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
859
860         /*
861          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
862          * move the page to the unevictable list.
863          */
864         if (vm_flags & VM_LOCKED)
865                 return PAGEREF_RECLAIM;
866
867         if (referenced_ptes) {
868                 if (PageSwapBacked(page))
869                         return PAGEREF_ACTIVATE;
870                 /*
871                  * All mapped pages start out with page table
872                  * references from the instantiating fault, so we need
873                  * to look twice if a mapped file page is used more
874                  * than once.
875                  *
876                  * Mark it and spare it for another trip around the
877                  * inactive list.  Another page table reference will
878                  * lead to its activation.
879                  *
880                  * Note: the mark is set for activated pages as well
881                  * so that recently deactivated but used pages are
882                  * quickly recovered.
883                  */
884                 SetPageReferenced(page);
885
886                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
887                         return PAGEREF_ACTIVATE;
888
889                 /*
890                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
891                  */
892                 if (vm_flags & VM_EXEC)
893                         return PAGEREF_ACTIVATE;
894
895                 return PAGEREF_KEEP;
896         }
897
898         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
899         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
900                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
901
902         return PAGEREF_RECLAIM;
903 }
904
905 /* Check if a page is dirty or under writeback */
906 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
907                                        bool *dirty, bool *writeback)
908 {
909         struct address_space *mapping;
910
911         /*
912          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
913          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
914          */
915         if (!page_is_file_cache(page)) {
916                 *dirty = false;
917                 *writeback = false;
918                 return;
919         }
920
921         /* By default assume that the page flags are accurate */
922         *dirty = PageDirty(page);
923         *writeback = PageWriteback(page);
924
925         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
926         if (!page_has_private(page))
927                 return;
928
929         mapping = page_mapping(page);
930         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
931                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
932 }
933
934 struct reclaim_stat {
935         unsigned nr_dirty;
936         unsigned nr_unqueued_dirty;
937         unsigned nr_congested;
938         unsigned nr_writeback;
939         unsigned nr_immediate;
940         unsigned nr_activate;
941         unsigned nr_ref_keep;
942         unsigned nr_unmap_fail;
943 };
944
945 /*
946  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
947  */
948 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
949                                       struct pglist_data *pgdat,
950                                       struct scan_control *sc,
951                                       enum ttu_flags ttu_flags,
952                                       struct reclaim_stat *stat,
953                                       bool force_reclaim)
954 {
955         LIST_HEAD(ret_pages);
956         LIST_HEAD(free_pages);
957         int pgactivate = 0;
958         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
959         unsigned nr_dirty = 0;
960         unsigned nr_congested = 0;
961         unsigned nr_reclaimed = 0;
962         unsigned nr_writeback = 0;
963         unsigned nr_immediate = 0;
964         unsigned nr_ref_keep = 0;
965         unsigned nr_unmap_fail = 0;
966
967         cond_resched();
968
969         while (!list_empty(page_list)) {
970                 struct address_space *mapping;
971                 struct page *page;
972                 int may_enter_fs;
973                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
974                 bool dirty, writeback;
975                 bool lazyfree = false;
976                 int ret = SWAP_SUCCESS;
977
978                 cond_resched();
979
980                 page = lru_to_page(page_list);
981                 list_del(&page->lru);
982
983                 if (!trylock_page(page))
984                         goto keep;
985
986                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
987
988                 sc->nr_scanned++;
989
990                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
991                         goto cull_mlocked;
992
993                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
994                         goto keep_locked;
995
996                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
997                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
998                         sc->nr_scanned++;
999
1000                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
1001                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
1002
1003                 /*
1004                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
1005                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1006                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1007                  * is all dirty unqueued pages.
1008                  */
1009                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1010                 if (dirty || writeback)
1011                         nr_dirty++;
1012
1013                 if (dirty && !writeback)
1014                         nr_unqueued_dirty++;
1015
1016                 /*
1017                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1018                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1019                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1020                  * end of the LRU a second time.
1021                  */
1022                 mapping = page_mapping(page);
1023                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1024                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1025                     (writeback && PageReclaim(page)))
1026                         nr_congested++;
1027
1028                 /*
1029                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1030                  * are three cases to consider.
1031                  *
1032                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1033                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1034                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1035                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1036                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1037                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1038                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1039                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1040                  *    caller can stall after page list has been processed.
1041                  *
1042                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1043                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1044                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1045                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1046                  *    reclaim and continue scanning.
1047                  *
1048                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1049                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1050                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1051                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1052                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1053                  *    would probably show more reasons.
1054                  *
1055                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1056                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1057                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1058                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1059                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1060                  *
1061                  * In cases 1) and 2) we activate the pages to get them out of
1062                  * the way while we continue scanning for clean pages on the
1063                  * inactive list and refilling from the active list. The
1064                  * observation here is that waiting for disk writes is more
1065                  * expensive than potentially causing reloads down the line.
1066                  * Since they're marked for immediate reclaim, they won't put
1067                  * memory pressure on the cache working set any longer than it
1068                  * takes to write them to disk.
1069                  */
1070                 if (PageWriteback(page)) {
1071                         /* Case 1 above */
1072                         if (current_is_kswapd() &&
1073                             PageReclaim(page) &&
1074                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1075                                 nr_immediate++;
1076                                 goto activate_locked;
1077
1078                         /* Case 2 above */
1079                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1080                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1081                                 /*
1082                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1083                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1084                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1085                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1086                                  * enough to care.  What we do want is for this
1087                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1088                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1089                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1090                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1091                                  */
1092                                 SetPageReclaim(page);
1093                                 nr_writeback++;
1094                                 goto activate_locked;
1095
1096                         /* Case 3 above */
1097                         } else {
1098                                 unlock_page(page);
1099                                 wait_on_page_writeback(page);
1100                                 /* then go back and try same page again */
1101                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1102                                 continue;
1103                         }
1104                 }
1105
1106                 if (!force_reclaim)
1107                         references = page_check_references(page, sc);
1108
1109                 switch (references) {
1110                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1111                         goto activate_locked;
1112                 case PAGEREF_KEEP:
1113                         nr_ref_keep++;
1114                         goto keep_locked;
1115                 case PAGEREF_RECLAIM:
1116                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1117                         ; /* try to reclaim the page below */
1118                 }
1119
1120                 /*
1121                  * Anonymous process memory has backing store?
1122                  * Try to allocate it some swap space here.
1123                  */
1124                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1125                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1126                                 goto keep_locked;
1127                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1128                                 goto activate_locked;
1129                         lazyfree = true;
1130                         may_enter_fs = 1;
1131
1132                         /* Adding to swap updated mapping */
1133                         mapping = page_mapping(page);
1134                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1135                         /* Split file THP */
1136                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1137                                 goto keep_locked;
1138                 }
1139
1140                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1141
1142                 /*
1143                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1144                  * processes. Try to unmap it here.
1145                  */
1146                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1147                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1148                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1149                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1150                         case SWAP_FAIL:
1151                                 nr_unmap_fail++;
1152                                 goto activate_locked;
1153                         case SWAP_AGAIN:
1154                                 goto keep_locked;
1155                         case SWAP_MLOCK:
1156                                 goto cull_mlocked;
1157                         case SWAP_LZFREE:
1158                                 goto lazyfree;
1159                         case SWAP_SUCCESS:
1160                                 ; /* try to free the page below */
1161                         }
1162                 }
1163
1164                 if (PageDirty(page)) {
1165                         /*
1166                          * Only kswapd can writeback filesystem pages
1167                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1168                          * injecting inefficient single-page IO into
1169                          * flusher writeback as much as possible: only
1170                          * write pages when we've encountered many
1171                          * dirty pages, and when we've already scanned
1172                          * the rest of the LRU for clean pages and see
1173                          * the same dirty pages again (PageReclaim).
1174                          */
1175                         if (page_is_file_cache(page) &&
1176                             (!current_is_kswapd() || !PageReclaim(page) ||
1177                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1178                                 /*
1179                                  * Immediately reclaim when written back.
1180                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1181                                  * except we already have the page isolated
1182                                  * and know it's dirty
1183                                  */
1184                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1185                                 SetPageReclaim(page);
1186
1187                                 goto activate_locked;
1188                         }
1189
1190                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1191                                 goto keep_locked;
1192                         if (!may_enter_fs)
1193                                 goto keep_locked;
1194                         if (!sc->may_writepage)
1195                                 goto keep_locked;
1196
1197                         /*
1198                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1199                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1200                          * starts and then write it out here.
1201                          */
1202                         try_to_unmap_flush_dirty();
1203                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1204                         case PAGE_KEEP:
1205                                 goto keep_locked;
1206                         case PAGE_ACTIVATE:
1207                                 goto activate_locked;
1208                         case PAGE_SUCCESS:
1209                                 if (PageWriteback(page))
1210                                         goto keep;
1211                                 if (PageDirty(page))
1212                                         goto keep;
1213
1214                                 /*
1215                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1216                                  * ahead and try to reclaim the page.
1217                                  */
1218                                 if (!trylock_page(page))
1219                                         goto keep;
1220                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1221                                         goto keep_locked;
1222                                 mapping = page_mapping(page);
1223                         case PAGE_CLEAN:
1224                                 ; /* try to free the page below */
1225                         }
1226                 }
1227
1228                 /*
1229                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1230                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1231                  * the page as well.
1232                  *
1233                  * We do this even if the page is PageDirty().
1234                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1235                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1236                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1237                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1238                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1239                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1240                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1241                  *
1242                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1243                  * the pages which were not successfully invalidated in
1244                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1245                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1246                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1247                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1248                  */
1249                 if (page_has_private(page)) {
1250                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1251                                 goto activate_locked;
1252                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1253                                 unlock_page(page);
1254                                 if (put_page_testzero(page))
1255                                         goto free_it;
1256                                 else {
1257                                         /*
1258                                          * rare race with speculative reference.
1259                                          * the speculative reference will free
1260                                          * this page shortly, so we may
1261                                          * increment nr_reclaimed here (and
1262                                          * leave it off the LRU).
1263                                          */
1264                                         nr_reclaimed++;
1265                                         continue;
1266                                 }
1267                         }
1268                 }
1269
1270 lazyfree:
1271                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1272                         goto keep_locked;
1273
1274                 /*
1275                  * At this point, we have no other references and there is
1276                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1277                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1278                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1279                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1280                  */
1281                 __ClearPageLocked(page);
1282 free_it:
1283                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1284                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1285
1286                 nr_reclaimed++;
1287
1288                 /*
1289                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1290                  * appear not as the counts should be low
1291                  */
1292                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1293                 continue;
1294
1295 cull_mlocked:
1296                 if (PageSwapCache(page))
1297                         try_to_free_swap(page);
1298                 unlock_page(page);
1299                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1300                 continue;
1301
1302 activate_locked:
1303                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1304                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1305                         try_to_free_swap(page);
1306                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1307                 SetPageActive(page);
1308                 pgactivate++;
1309 keep_locked:
1310                 unlock_page(page);
1311 keep:
1312                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1313                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1314         }
1315
1316         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1317         try_to_unmap_flush();
1318         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1319
1320         list_splice(&ret_pages, page_list);
1321         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1322
1323         if (stat) {
1324                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1325                 stat->nr_congested = nr_congested;
1326                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1327                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1328                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1329                 stat->nr_activate = pgactivate;
1330                 stat->nr_ref_keep = nr_ref_keep;
1331                 stat->nr_unmap_fail = nr_unmap_fail;
1332         }
1333         return nr_reclaimed;
1334 }
1335
1336 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1337                                             struct list_head *page_list)
1338 {
1339         struct scan_control sc = {
1340                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1341                 .priority = DEF_PRIORITY,
1342                 .may_unmap = 1,
1343         };
1344         unsigned long ret;
1345         struct page *page, *next;
1346         LIST_HEAD(clean_pages);
1347
1348         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1349                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1350                     !__PageMovable(page)) {
1351                         ClearPageActive(page);
1352                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1353                 }
1354         }
1355
1356         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1357                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1358         list_splice(&clean_pages, page_list);
1359         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1360         return ret;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1365  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1366  * freed elsewhere are also ignored.
1367  *
1368  * page:        page to consider
1369  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1370  *
1371  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1372  */
1373 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1374 {
1375         int ret = -EINVAL;
1376
1377         /* Only take pages on the LRU. */
1378         if (!PageLRU(page))
1379                 return ret;
1380
1381         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1382         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1383                 return ret;
1384
1385         ret = -EBUSY;
1386
1387         /*
1388          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1389          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1390          * blocking - clean pages for the most part.
1391          *
1392          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1393          * that it is possible to migrate without blocking
1394          */
1395         if (mode & ISOLATE_ASYNC_MIGRATE) {
1396                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1397                 if (PageWriteback(page))
1398                         return ret;
1399
1400                 if (PageDirty(page)) {
1401                         struct address_space *mapping;
1402
1403                         /*
1404                          * Only pages without mappings or that have a
1405                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1406                          * without blocking
1407                          */
1408                         mapping = page_mapping(page);
1409                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1410                                 return ret;
1411                 }
1412         }
1413
1414         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1415                 return ret;
1416
1417         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1418                 /*
1419                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1420                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1421                  * page release code relies on it.
1422                  */
1423                 ClearPageLRU(page);
1424                 ret = 0;
1425         }
1426
1427         return ret;
1428 }
1429
1430
1431 /*
1432  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1433  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1434  */
1435 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1436                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1437 {
1438         int zid;
1439
1440         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1441                 if (!nr_zone_taken[zid])
1442                         continue;
1443
1444                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1445 #ifdef CONFIG_MEMCG
1446                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1447 #endif
1448         }
1449
1450 }
1451
1452 /*
1453  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1454  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1455  * and working on them outside the LRU lock.
1456  *
1457  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1458  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1459  *
1460  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1461  *
1462  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1463  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1464  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1465  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1466  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1467  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1468  * @lru:        LRU list id for isolating
1469  *
1470  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1471  */
1472 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1473                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1474                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1475                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1476 {
1477         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1478         unsigned long nr_taken = 0;
1479         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1480         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1481         unsigned long skipped = 0, total_skipped = 0;
1482         unsigned long scan, nr_pages;
1483         LIST_HEAD(pages_skipped);
1484
1485         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1486                                         !list_empty(src);) {
1487                 struct page *page;
1488
1489                 page = lru_to_page(src);
1490                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1491
1492                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1493
1494                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1495                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1496                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1497                         continue;
1498                 }
1499
1500                 /*
1501                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1502                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1503                  */
1504                 scan++;
1505
1506                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1507                 case 0:
1508                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1509                         nr_taken += nr_pages;
1510                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1511                         list_move(&page->lru, dst);
1512                         break;
1513
1514                 case -EBUSY:
1515                         /* else it is being freed elsewhere */
1516                         list_move(&page->lru, src);
1517                         continue;
1518
1519                 default:
1520                         BUG();
1521                 }
1522         }
1523
1524         /*
1525          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1526          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1527          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1528          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1529          * system at risk of premature OOM.
1530          */
1531         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1532                 int zid;
1533
1534                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1535                         if (!nr_skipped[zid])
1536                                 continue;
1537
1538                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1539                         skipped += nr_skipped[zid];
1540                 }
1541
1542                 /*
1543                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1544                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1545                  * skipped pages as a full scan.
1546                  */
1547                 total_skipped = list_empty(src) ? skipped : skipped >> 2;
1548
1549                 list_splice(&pages_skipped, src);
1550         }
1551         *nr_scanned = scan + total_skipped;
1552         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1553                                     scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1554         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1555         return nr_taken;
1556 }
1557
1558 /**
1559  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1560  * @page: page to isolate from its LRU list
1561  *
1562  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1563  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1564  *
1565  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1566  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1567  *
1568  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1569  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1570  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1571  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1572  *
1573  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1574  * found will be decremented.
1575  *
1576  * Restrictions:
1577  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1578  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1579  *     without a stable reference).
1580  * (2) the lru_lock must not be held.
1581  * (3) interrupts must be enabled.
1582  */
1583 int isolate_lru_page(struct page *page)
1584 {
1585         int ret = -EBUSY;
1586
1587         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1588         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1589
1590         if (PageLRU(page)) {
1591                 struct zone *zone = page_zone(page);
1592                 struct lruvec *lruvec;
1593
1594                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1595                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1596                 if (PageLRU(page)) {
1597                         int lru = page_lru(page);
1598                         get_page(page);
1599                         ClearPageLRU(page);
1600                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1601                         ret = 0;
1602                 }
1603                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1604         }
1605         return ret;
1606 }
1607
1608 /*
1609  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1610  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1611  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1612  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1613  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1614  */
1615 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1616                 struct scan_control *sc)
1617 {
1618         unsigned long inactive, isolated;
1619
1620         if (current_is_kswapd())
1621                 return 0;
1622
1623         if (!sane_reclaim(sc))
1624                 return 0;
1625
1626         if (file) {
1627                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1628                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1629         } else {
1630                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1631                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1632         }
1633
1634         /*
1635          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1636          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1637          * deadlock.
1638          */
1639         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1640                 inactive >>= 3;
1641
1642         return isolated > inactive;
1643 }
1644
1645 static noinline_for_stack void
1646 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1647 {
1648         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1649         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1650         LIST_HEAD(pages_to_free);
1651
1652         /*
1653          * Put back any unfreeable pages.
1654          */
1655         while (!list_empty(page_list)) {
1656                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1657                 int lru;
1658
1659                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1660                 list_del(&page->lru);
1661                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1662                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1663                         putback_lru_page(page);
1664                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1665                         continue;
1666                 }
1667
1668                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1669
1670                 SetPageLRU(page);
1671                 lru = page_lru(page);
1672                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1673
1674                 if (is_active_lru(lru)) {
1675                         int file = is_file_lru(lru);
1676                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1677                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1678                 }
1679                 if (put_page_testzero(page)) {
1680                         __ClearPageLRU(page);
1681                         __ClearPageActive(page);
1682                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1683
1684                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1685                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1686                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1687                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1688                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1689                         } else
1690                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1691                 }
1692         }
1693
1694         /*
1695          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1696          */
1697         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1698 }
1699
1700 /*
1701  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1702  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1703  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1704  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1705  */
1706 static int current_may_throttle(void)
1707 {
1708         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1709                 current->backing_dev_info == NULL ||
1710                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1715  * of reclaimed pages
1716  */
1717 static noinline_for_stack unsigned long
1718 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1719                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1720 {
1721         LIST_HEAD(page_list);
1722         unsigned long nr_scanned;
1723         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1724         unsigned long nr_taken;
1725         struct reclaim_stat stat = {};
1726         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1727         int file = is_file_lru(lru);
1728         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1729         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1730
1731         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1732                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1733
1734                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1735                 if (fatal_signal_pending(current))
1736                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1737         }
1738
1739         lru_add_drain();
1740
1741         if (!sc->may_unmap)
1742                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1743
1744         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1745
1746         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1747                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1748
1749         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1750         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1751
1752         if (global_reclaim(sc)) {
1753                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1754                 if (current_is_kswapd())
1755                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1756                 else
1757                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1758         }
1759         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1760
1761         if (nr_taken == 0)
1762                 return 0;
1763
1764         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1765                                 &stat, false);
1766
1767         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1768
1769         if (global_reclaim(sc)) {
1770                 if (current_is_kswapd())
1771                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1772                 else
1773                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1774         }
1775
1776         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1777
1778         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1779
1780         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1781
1782         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1783         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1784
1785         /*
1786          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1787          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1788          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1789          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1790          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1791          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1792          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1793          * same way balance_dirty_pages() manages.
1794          *
1795          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1796          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1797          * are encountered in the nr_immediate check below.
1798          */
1799         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1800                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1801
1802         /*
1803          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1804          * stalling here.
1805          */
1806         if (sane_reclaim(sc)) {
1807                 /*
1808                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1809                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1810                  */
1811                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1812                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1813
1814                 /*
1815                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1816                  * implies that flushers are not doing their job. This can
1817                  * happen when memory pressure pushes dirty pages to the end of
1818                  * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
1819                  * data has expired. It can also happen when the proportion of
1820                  * dirty pages grows not through writes but through memory
1821                  * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
1822                  * the flushers simply cannot keep up with the allocation
1823                  * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep, but
1824                  * also allow kswapd to start writing pages during reclaim.
1825                  */
1826                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken) {
1827                         wakeup_flusher_threads(0, WB_REASON_VMSCAN);
1828                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1829                 }
1830
1831                 /*
1832                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1833                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1834                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1835                  * they are written so also forcibly stall.
1836                  */
1837                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1838                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1839         }
1840
1841         /*
1842          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1843          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1844          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1845          */
1846         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1847             current_may_throttle())
1848                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1849
1850         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1851                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1852                         stat.nr_dirty,  stat.nr_writeback,
1853                         stat.nr_congested, stat.nr_immediate,
1854                         stat.nr_activate, stat.nr_ref_keep,
1855                         stat.nr_unmap_fail,
1856                         sc->priority, file);
1857         return nr_reclaimed;
1858 }
1859
1860 /*
1861  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1862  *
1863  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1864  * processes, from rmap.
1865  *
1866  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1867  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1868  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1869  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1870  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1871  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1872  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1873  *
1874  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1875  * But we had to alter page->flags anyway.
1876  *
1877  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1878  */
1879
1880 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1881                                      struct list_head *list,
1882                                      struct list_head *pages_to_free,
1883                                      enum lru_list lru)
1884 {
1885         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1886         struct page *page;
1887         int nr_pages;
1888         int nr_moved = 0;
1889
1890         while (!list_empty(list)) {
1891                 page = lru_to_page(list);
1892                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1893
1894                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1895                 SetPageLRU(page);
1896
1897                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1898                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1899                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1900
1901                 if (put_page_testzero(page)) {
1902                         __ClearPageLRU(page);
1903                         __ClearPageActive(page);
1904                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1905
1906                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1907                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1908                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1909                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1910                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1911                         } else
1912                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1913                 } else {
1914                         nr_moved += nr_pages;
1915                 }
1916         }
1917
1918         if (!is_active_lru(lru))
1919                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_moved);
1920
1921         return nr_moved;
1922 }
1923
1924 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1925                                struct lruvec *lruvec,
1926                                struct scan_control *sc,
1927                                enum lru_list lru)
1928 {
1929         unsigned long nr_taken;
1930         unsigned long nr_scanned;
1931         unsigned long vm_flags;
1932         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1933         LIST_HEAD(l_active);
1934         LIST_HEAD(l_inactive);
1935         struct page *page;
1936         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1937         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1938         unsigned nr_rotated = 0;
1939         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1940         int file = is_file_lru(lru);
1941         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1942
1943         lru_add_drain();
1944
1945         if (!sc->may_unmap)
1946                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1947
1948         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1949
1950         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1951                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1952
1953         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1954         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1955
1956         if (global_reclaim(sc))
1957                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1958         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1959
1960         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1961
1962         while (!list_empty(&l_hold)) {
1963                 cond_resched();
1964                 page = lru_to_page(&l_hold);
1965                 list_del(&page->lru);
1966
1967                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1968                         putback_lru_page(page);
1969                         continue;
1970                 }
1971
1972                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1973                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1974                                 if (page_has_private(page))
1975                                         try_to_release_page(page, 0);
1976                                 unlock_page(page);
1977                         }
1978                 }
1979
1980                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1981                                     &vm_flags)) {
1982                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1983                         /*
1984                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1985                          * give them one more trip around the active list. So
1986                          * that executable code get better chances to stay in
1987                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1988                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1989                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1990                          * so we ignore them here.
1991                          */
1992                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1993                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1994                                 continue;
1995                         }
1996                 }
1997
1998                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1999                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
2000         }
2001
2002         /*
2003          * Move pages back to the lru list.
2004          */
2005         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2006         /*
2007          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
2008          * even though only some of them are actually re-activated.  This
2009          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
2010          * get_scan_count.
2011          */
2012         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2013
2014         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2015         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2016         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2017         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2018
2019         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2020         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2021         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2022                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2023 }
2024
2025 /*
2026  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2027  * to do too much work.
2028  *
2029  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2030  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2031  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2032  *
2033  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2034  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2035  *
2036  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2037  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2038  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2039  *
2040  * total     target    max
2041  * memory    ratio     inactive
2042  * -------------------------------------
2043  *   10MB       1         5MB
2044  *  100MB       1        50MB
2045  *    1GB       3       250MB
2046  *   10GB      10       0.9GB
2047  *  100GB      31         3GB
2048  *    1TB     101        10GB
2049  *   10TB     320        32GB
2050  */
2051 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2052                                                 struct scan_control *sc, bool trace)
2053 {
2054         unsigned long inactive_ratio;
2055         unsigned long inactive, active;
2056         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2057         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2058         unsigned long gb;
2059
2060         /*
2061          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2062          * is pointless.
2063          */
2064         if (!file && !total_swap_pages)
2065                 return false;
2066
2067         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2068         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2069
2070         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2071         if (gb)
2072                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2073         else
2074                 inactive_ratio = 1;
2075
2076         if (trace)
2077                 trace_mm_vmscan_inactive_list_is_low(lruvec_pgdat(lruvec)->node_id,
2078                                 sc->reclaim_idx,
2079                                 lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, MAX_NR_ZONES), inactive,
2080                                 lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, MAX_NR_ZONES), active,
2081                                 inactive_ratio, file);
2082
2083         return inactive * inactive_ratio < active;
2084 }
2085
2086 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2087                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2088 {
2089         if (is_active_lru(lru)) {
2090                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc, true))
2091                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2092                 return 0;
2093         }
2094
2095         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2096 }
2097
2098 enum scan_balance {
2099         SCAN_EQUAL,
2100         SCAN_FRACT,
2101         SCAN_ANON,
2102         SCAN_FILE,
2103 };
2104
2105 /*
2106  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2107  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2108  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2109  * onto the active list instead of evict.
2110  *
2111  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2112  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2113  */
2114 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2115                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2116                            unsigned long *lru_pages)
2117 {
2118         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2119         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2120         u64 fraction[2];
2121         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2122         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2123         unsigned long anon_prio, file_prio;
2124         enum scan_balance scan_balance;
2125         unsigned long anon, file;
2126         bool force_scan = false;
2127         unsigned long ap, fp;
2128         enum lru_list lru;
2129         bool some_scanned;
2130         int pass;
2131
2132         /*
2133          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2134          * results in no scanning on this priority and a potential
2135          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2136          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2137          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2138          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2139          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2140          * well.
2141          */
2142         if (current_is_kswapd()) {
2143                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2144                         force_scan = true;
2145                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2146                         force_scan = true;
2147         }
2148         if (!global_reclaim(sc))
2149                 force_scan = true;
2150
2151         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2152         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2153                 scan_balance = SCAN_FILE;
2154                 goto out;
2155         }
2156
2157         /*
2158          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2159          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2160          * disable swapping for individual groups completely when
2161          * using the memory controller's swap limit feature would be
2162          * too expensive.
2163          */
2164         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2165                 scan_balance = SCAN_FILE;
2166                 goto out;
2167         }
2168
2169         /*
2170          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2171          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2172          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2173          */
2174         if (!sc->priority && swappiness) {
2175                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2176                 goto out;
2177         }
2178
2179         /*
2180          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2181          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2182          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2183          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2184          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2185          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2186          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2187          */
2188         if (global_reclaim(sc)) {
2189                 unsigned long pgdatfile;
2190                 unsigned long pgdatfree;
2191                 int z;
2192                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2193
2194                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2195                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2196                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2197
2198                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2199                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2200                         if (!managed_zone(zone))
2201                                 continue;
2202
2203                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2204                 }
2205
2206                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2207                         scan_balance = SCAN_ANON;
2208                         goto out;
2209                 }
2210         }
2211
2212         /*
2213          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2214          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2215          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2216          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2217          * Without the second condition we could end up never scanning an
2218          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2219          * system is under heavy pressure.
2220          */
2221         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc, false) &&
2222             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2223                 scan_balance = SCAN_FILE;
2224                 goto out;
2225         }
2226
2227         scan_balance = SCAN_FRACT;
2228
2229         /*
2230          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2231          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2232          */
2233         anon_prio = swappiness;
2234         file_prio = 200 - anon_prio;
2235
2236         /*
2237          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2238          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2239          * ratios to determine how valuable each cache is.
2240          *
2241          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2242          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2243          * up weighing recent references more than old ones.
2244          *
2245          * anon in [0], file in [1]
2246          */
2247
2248         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2249                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2250         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2251                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2252
2253         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2254         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2255                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2256                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2257         }
2258
2259         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2260                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2261                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2262         }
2263
2264         /*
2265          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2266          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2267          * each list that were recently referenced and in active use.
2268          */
2269         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2270         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2271
2272         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2273         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2274         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2275
2276         fraction[0] = ap;
2277         fraction[1] = fp;
2278         denominator = ap + fp + 1;
2279 out:
2280         some_scanned = false;
2281         /* Only use force_scan on second pass. */
2282         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2283                 *lru_pages = 0;
2284                 for_each_evictable_lru(lru) {
2285                         int file = is_file_lru(lru);
2286                         unsigned long size;
2287                         unsigned long scan;
2288
2289                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2290                         scan = size >> sc->priority;
2291
2292                         if (!scan && pass && force_scan)
2293                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2294
2295                         switch (scan_balance) {
2296                         case SCAN_EQUAL:
2297                                 /* Scan lists relative to size */
2298                                 break;
2299                         case SCAN_FRACT:
2300                                 /*
2301                                  * Scan types proportional to swappiness and
2302                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2303                                  */
2304                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2305                                                         denominator);
2306                                 break;
2307                         case SCAN_FILE:
2308                         case SCAN_ANON:
2309                                 /* Scan one type exclusively */
2310                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2311                                         size = 0;
2312                                         scan = 0;
2313                                 }
2314                                 break;
2315                         default:
2316                                 /* Look ma, no brain */
2317                                 BUG();
2318                         }
2319
2320                         *lru_pages += size;
2321                         nr[lru] = scan;
2322
2323                         /*
2324                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2325                          * if we found something to scan.
2326                          */
2327                         some_scanned |= !!scan;
2328                 }
2329         }
2330 }
2331
2332 /*
2333  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2334  */
2335 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2336                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2337 {
2338         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2339         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2340         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2341         unsigned long nr_to_scan;
2342         enum lru_list lru;
2343         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2344         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2345         struct blk_plug plug;
2346         bool scan_adjusted;
2347
2348         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2349
2350         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2351         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2352
2353         /*
2354          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2355          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2356          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2357          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2358          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2359          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2360          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2361          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2362          * dropped to zero at the first pass.
2363          */
2364         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2365                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2366
2367         blk_start_plug(&plug);
2368         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2369                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2370                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2371                 unsigned long nr_scanned;
2372
2373                 for_each_evictable_lru(lru) {
2374                         if (nr[lru]) {
2375                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2376                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2377
2378                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2379                                                             lruvec, sc);
2380                         }
2381                 }
2382
2383                 cond_resched();
2384
2385                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2386                         continue;
2387
2388                 /*
2389                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2390                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2391                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2392                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2393                  * proportional to the original scan target.
2394                  */
2395                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2396                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2397
2398                 /*
2399                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2400                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2401                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2402                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2403                  */
2404                 if (!nr_file || !nr_anon)
2405                         break;
2406
2407                 if (nr_file > nr_anon) {
2408                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2409                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2410                         lru = LRU_BASE;
2411                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2412                 } else {
2413                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2414                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2415                         lru = LRU_FILE;
2416                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2417                 }
2418
2419                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2420                 nr[lru] = 0;
2421                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2422
2423                 /*
2424                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2425                  * scan target and the percentage scanning already complete
2426                  */
2427                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2428                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2429                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2430                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2431
2432                 lru += LRU_ACTIVE;
2433                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2434                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2435                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2436
2437                 scan_adjusted = true;
2438         }
2439         blk_finish_plug(&plug);
2440         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2441
2442         /*
2443          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2444          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2445          */
2446         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
2447                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2448                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2449 }
2450
2451 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2452 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2453 {
2454         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2455                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2456                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2457                 return true;
2458
2459         return false;
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2464  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2465  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2466  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2467  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2468  */
2469 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2470                                         unsigned long nr_reclaimed,
2471                                         unsigned long nr_scanned,
2472                                         struct scan_control *sc)
2473 {
2474         unsigned long pages_for_compaction;
2475         unsigned long inactive_lru_pages;
2476         int z;
2477
2478         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2479         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2480                 return false;
2481
2482         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2483         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2484                 /*
2485                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2486                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2487                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2488                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2489                  */
2490                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2491                         return false;
2492         } else {
2493                 /*
2494                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2495                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2496                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2497                  * pages that were scanned. This will return to the
2498                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2499                  * the resulting allocation attempt fails
2500                  */
2501                 if (!nr_reclaimed)
2502                         return false;
2503         }
2504
2505         /*
2506          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2507          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2508          */
2509         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2510         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2511         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2512                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2513         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2514                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2515                 return true;
2516
2517         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2518         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2519                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2520                 if (!managed_zone(zone))
2521                         continue;
2522
2523                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2524                 case COMPACT_SUCCESS:
2525                 case COMPACT_CONTINUE:
2526                         return false;
2527                 default:
2528                         /* check next zone */
2529                         ;
2530                 }
2531         }
2532         return true;
2533 }
2534
2535 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2536 {
2537         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2538         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2539         bool reclaimable = false;
2540
2541         do {
2542                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2543                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2544                         .pgdat = pgdat,
2545                         .priority = sc->priority,
2546                 };
2547                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2548                 struct mem_cgroup *memcg;
2549
2550                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2551                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2552
2553                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2554                 do {
2555                         unsigned long lru_pages;
2556                         unsigned long reclaimed;
2557                         unsigned long scanned;
2558
2559                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2560                                 if (!sc->may_thrash)
2561                                         continue;
2562                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2563                         }
2564
2565                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2566                         scanned = sc->nr_scanned;
2567
2568                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2569                         node_lru_pages += lru_pages;
2570
2571                         if (memcg)
2572                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2573                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2574                                             lru_pages);
2575
2576                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2577                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2578                                    sc->nr_scanned - scanned,
2579                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2580
2581                         /*
2582                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2583                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2584                          * node.
2585                          *
2586                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2587                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2588                          * retry with decreasing priority if one round over the
2589                          * whole hierarchy is not sufficient.
2590                          */
2591                         if (!global_reclaim(sc) &&
2592                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2593                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2594                                 break;
2595                         }
2596                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2597
2598                 /*
2599                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2600                  * the eligible LRU pages were scanned.
2601                  */
2602                 if (global_reclaim(sc))
2603                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2604                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2605                                     node_lru_pages);
2606
2607                 if (reclaim_state) {
2608                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2609                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2610                 }
2611
2612                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2613                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2614                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2615                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2616
2617                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2618                         reclaimable = true;
2619
2620         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2621                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2622
2623         /*
2624          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
2625          * many failures to reclaim anything from them and goes to
2626          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
2627          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
2628          */
2629         if (reclaimable)
2630                 pgdat->kswapd_failures = 0;
2631
2632         return reclaimable;
2633 }
2634
2635 /*
2636  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2637  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2638  * should reclaim first.
2639  */
2640 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2641 {
2642         unsigned long watermark;
2643         enum compact_result suitable;
2644
2645         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2646         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2647                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2648                 return true;
2649         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2650                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2651                 return false;
2652
2653         /*
2654          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2655          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2656          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2657          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2658          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2659          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2660          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2661          */
2662         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2663
2664         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2665 }
2666
2667 /*
2668  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2669  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2670  * request.
2671  *
2672  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2673  * scan then give up on it.
2674  */
2675 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2676 {
2677         struct zoneref *z;
2678         struct zone *zone;
2679         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2680         unsigned long nr_soft_scanned;
2681         gfp_t orig_mask;
2682         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2683
2684         /*
2685          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2686          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2687          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2688          */
2689         orig_mask = sc->gfp_mask;
2690         if (buffer_heads_over_limit) {
2691                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2692                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2693         }
2694
2695         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2696                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2697                 /*
2698                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2699                  * to global LRU.
2700                  */
2701                 if (global_reclaim(sc)) {
2702                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2703                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2704                                 continue;
2705
2706                         /*
2707                          * If we already have plenty of memory free for
2708                          * compaction in this zone, don't free any more.
2709                          * Even though compaction is invoked for any
2710                          * non-zero order, only frequent costly order
2711                          * reclamation is disruptive enough to become a
2712                          * noticeable problem, like transparent huge
2713                          * page allocations.
2714                          */
2715                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2716                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2717                             compaction_ready(zone, sc)) {
2718                                 sc->compaction_ready = true;
2719                                 continue;
2720                         }
2721
2722                         /*
2723                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2724                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2725                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2726                          * the user prefers lower zones being preserved.
2727                          */
2728                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2729                                 continue;
2730
2731                         /*
2732                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2733                          * and returns the number of reclaimed pages and
2734                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2735                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2736                          */
2737                         nr_soft_scanned = 0;
2738                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2739                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2740                                                 &nr_soft_scanned);
2741                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2742                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2743                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2744                 }
2745
2746                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2747                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2748                         continue;
2749                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2750                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2751         }
2752
2753         /*
2754          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2755          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2756          */
2757         sc->gfp_mask = orig_mask;
2758 }
2759
2760 /*
2761  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2762  *
2763  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2764  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2765  *
2766  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2767  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2768  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2769  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2770  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2771  * work, and the allocation attempt will fail.
2772  *
2773  * returns:     0, if no pages reclaimed
2774  *              else, the number of pages reclaimed
2775  */
2776 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2777                                           struct scan_control *sc)
2778 {
2779         int initial_priority = sc->priority;
2780 retry:
2781         delayacct_freepages_start();
2782
2783         if (global_reclaim(sc))
2784                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2785
2786         do {
2787                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2788                                 sc->priority);
2789                 sc->nr_scanned = 0;
2790                 shrink_zones(zonelist, sc);
2791
2792                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2793                         break;
2794
2795                 if (sc->compaction_ready)
2796                         break;
2797
2798                 /*
2799                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2800                  * writepage even in laptop mode.
2801                  */
2802                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2803                         sc->may_writepage = 1;
2804         } while (--sc->priority >= 0);
2805
2806         delayacct_freepages_end();
2807
2808         if (sc->nr_reclaimed)
2809                 return sc->nr_reclaimed;
2810
2811         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2812         if (sc->compaction_ready)
2813                 return 1;
2814
2815         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2816         if (!sc->may_thrash) {
2817                 sc->priority = initial_priority;
2818                 sc->may_thrash = 1;
2819                 goto retry;
2820         }
2821
2822         return 0;
2823 }
2824
2825 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
2826 {
2827         struct zone *zone;
2828         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2829         unsigned long free_pages = 0;
2830         int i;
2831         bool wmark_ok;
2832
2833         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
2834                 return true;
2835
2836         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2837                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2838                 if (!managed_zone(zone))
2839                         continue;
2840
2841                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
2842                         continue;
2843
2844                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2845                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2846         }
2847
2848         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2849         if (!pfmemalloc_reserve)
2850                 return true;
2851
2852         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2853
2854         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2855         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2856                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2857                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2858                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2859         }
2860
2861         return wmark_ok;
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2866  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2867  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2868  * when the low watermark is reached.
2869  *
2870  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2871  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2872  */
2873 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2874                                         nodemask_t *nodemask)
2875 {
2876         struct zoneref *z;
2877         struct zone *zone;
2878         pg_data_t *pgdat = NULL;
2879
2880         /*
2881          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2882          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2883          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2884          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2885          * processes to block on log_wait_commit().
2886          */
2887         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2888                 goto out;
2889
2890         /*
2891          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2892          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2893          */
2894         if (fatal_signal_pending(current))
2895                 goto out;
2896
2897         /*
2898          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2899          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2900          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2901          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2902          *
2903          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2904          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2905          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2906          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2907          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2908          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2909          * should make reasonable progress.
2910          */
2911         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2912                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2913                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2914                         continue;
2915
2916                 /* Throttle based on the first usable node */
2917                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2918                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
2919                         goto out;
2920                 break;
2921         }
2922
2923         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2924         if (!pgdat)
2925                 goto out;
2926
2927         /* Account for the throttling */
2928         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2929
2930         /*
2931          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2932          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2933          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2934          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2935          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2936          * second before continuing.
2937          */
2938         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2939                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2940                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
2941
2942                 goto check_pending;
2943         }
2944
2945         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2946         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2947                 allow_direct_reclaim(pgdat));
2948
2949 check_pending:
2950         if (fatal_signal_pending(current))
2951                 return true;
2952
2953 out:
2954         return false;
2955 }
2956
2957 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2958                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2959 {
2960         unsigned long nr_reclaimed;
2961         struct scan_control sc = {
2962                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2963                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2964                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2965                 .order = order,
2966                 .nodemask = nodemask,
2967                 .priority = DEF_PRIORITY,
2968                 .may_writepage = !laptop_mode,
2969                 .may_unmap = 1,
2970                 .may_swap = 1,
2971         };
2972
2973         /*
2974          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2975          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2976          * point.
2977          */
2978         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2979                 return 1;
2980
2981         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2982                                 sc.may_writepage,
2983                                 gfp_mask,
2984                                 sc.reclaim_idx);
2985
2986         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2987
2988         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2989
2990         return nr_reclaimed;
2991 }
2992
2993 #ifdef CONFIG_MEMCG
2994
2995 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2996                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2997                                                 pg_data_t *pgdat,
2998                                                 unsigned long *nr_scanned)
2999 {
3000         struct scan_control sc = {
3001                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3002                 .target_mem_cgroup = memcg,
3003                 .may_writepage = !laptop_mode,
3004                 .may_unmap = 1,
3005                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3006                 .may_swap = !noswap,
3007         };
3008         unsigned long lru_pages;
3009
3010         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3011                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3012
3013         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3014                                                       sc.may_writepage,
3015                                                       sc.gfp_mask,
3016                                                       sc.reclaim_idx);
3017
3018         /*
3019          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3020          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3021          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3022          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3023          * the priority and make it zero.
3024          */
3025         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3026
3027         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3028
3029         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3030         return sc.nr_reclaimed;
3031 }
3032
3033 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3034                                            unsigned long nr_pages,
3035                                            gfp_t gfp_mask,
3036                                            bool may_swap)
3037 {
3038         struct zonelist *zonelist;
3039         unsigned long nr_reclaimed;
3040         int nid;
3041         struct scan_control sc = {
3042                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3043                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3044                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3045                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3046                 .target_mem_cgroup = memcg,
3047                 .priority = DEF_PRIORITY,
3048                 .may_writepage = !laptop_mode,
3049                 .may_unmap = 1,
3050                 .may_swap = may_swap,
3051         };
3052
3053         /*
3054          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3055          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3056          * scan does not need to be the current node.
3057          */
3058         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3059
3060         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3061
3062         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3063                                             sc.may_writepage,
3064                                             sc.gfp_mask,
3065                                             sc.reclaim_idx);
3066
3067         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3068         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3069         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3070
3071         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3072
3073         return nr_reclaimed;
3074 }
3075 #endif
3076
3077 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3078                                 struct scan_control *sc)
3079 {
3080         struct mem_cgroup *memcg;
3081
3082         if (!total_swap_pages)
3083                 return;
3084
3085         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3086         do {
3087                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3088
3089                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
3090                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3091                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3092
3093                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3094         } while (memcg);
3095 }
3096
3097 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3098 {
3099         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3100
3101         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3102                 return false;
3103
3104         /*
3105          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3106          * to be congested or dirty
3107          */
3108         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3109         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3110         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &zone->zone_pgdat->flags);
3111
3112         return true;
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3117  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3118  *
3119  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3120  */
3121 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3122 {
3123         int i;
3124
3125         /*
3126          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3127          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
3128          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3129          * throttled. There is also a potential race if processes get
3130          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3131          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3132          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3133          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3134          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3135          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3136          * that here we are under prepare_to_wait().
3137          */
3138         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3139                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3140
3141         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3142         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3143                 return true;
3144
3145         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3146                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3147
3148                 if (!managed_zone(zone))
3149                         continue;
3150
3151                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3152                         return false;
3153         }
3154
3155         return true;
3156 }
3157
3158 /*
3159  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3160  * zone that is currently unbalanced.
3161  *
3162  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3163  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3164  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3165  */
3166 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3167                                struct scan_control *sc)
3168 {
3169         struct zone *zone;
3170         int z;
3171
3172         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3173         sc->nr_to_reclaim = 0;
3174         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3175                 zone = pgdat->node_zones + z;
3176                 if (!managed_zone(zone))
3177                         continue;
3178
3179                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3180         }
3181
3182         /*
3183          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3184          * now pressure is applied based on node LRU order.
3185          */
3186         shrink_node(pgdat, sc);
3187
3188         /*
3189          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3190          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3191          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3192          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3193          * can direct reclaim/compact.
3194          */
3195         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3196                 sc->order = 0;
3197
3198         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3199 }
3200
3201 /*
3202  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3203  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3204  * balanced.
3205  *
3206  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3207  *
3208  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3209  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3210  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3211  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3212  * balanced.
3213  */
3214 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3215 {
3216         int i;
3217         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3218         unsigned long nr_soft_scanned;
3219         struct zone *zone;
3220         struct scan_control sc = {
3221                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3222                 .order = order,
3223                 .priority = DEF_PRIORITY,
3224                 .may_writepage = !laptop_mode,
3225                 .may_unmap = 1,
3226                 .may_swap = 1,
3227         };
3228         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3229
3230         do {
3231                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
3232                 bool raise_priority = true;
3233
3234                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3235
3236                 /*
3237                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3238                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3239                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3240                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3241                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3242                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3243                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3244                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3245                  */
3246                 if (buffer_heads_over_limit) {
3247                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3248                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3249                                 if (!managed_zone(zone))
3250                                         continue;
3251
3252                                 sc.reclaim_idx = i;
3253                                 break;
3254                         }
3255                 }
3256
3257                 /*
3258                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3259                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3260                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3261                  * cleared during a very small window when a small low
3262                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3263                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3264                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3265                  * it.
3266                  */
3267                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3268                         zone = pgdat->node_zones + i;
3269                         if (!managed_zone(zone))
3270                                 continue;
3271
3272                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3273                                 goto out;
3274                 }
3275
3276                 /*
3277                  * Do some background aging of the anon list, to give
3278                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3279                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3280                  * about consistent aging.
3281                  */
3282                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3283
3284                 /*
3285                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3286                  * even in laptop mode.
3287                  */
3288                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3289                         sc.may_writepage = 1;
3290
3291                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3292                 sc.nr_scanned = 0;
3293                 nr_soft_scanned = 0;
3294                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3295                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3296                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3297
3298                 /*
3299                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3300                  * enough pages are already being scanned that that high
3301                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3302                  */
3303                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3304                         raise_priority = false;
3305
3306                 /*
3307                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3308                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3309                  * able to safely make forward progress. Wake them
3310                  */
3311                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3312                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
3313                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3314
3315                 /* Check if kswapd should be suspending */
3316                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3317                         break;
3318
3319                 /*
3320                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3321                  * progress in reclaiming pages
3322                  */
3323                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
3324                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
3325                         sc.priority--;
3326         } while (sc.priority >= 1);
3327
3328         if (!sc.nr_reclaimed)
3329                 pgdat->kswapd_failures++;
3330
3331 out:
3332         /*
3333          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3334          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3335          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3336          * remain at the higher level.
3337          */
3338         return sc.order;
3339 }
3340
3341 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3342                                 unsigned int classzone_idx)
3343 {
3344         long remaining = 0;
3345         DEFINE_WAIT(wait);
3346
3347         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3348                 return;
3349
3350         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3351
3352         /* Try to sleep for a short interval */
3353         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3354                 /*
3355                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3356                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3357                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3358                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3359                  */
3360                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3361
3362                 /*
3363                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3364                  * allocation of the requested order possible.
3365                  */
3366                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3367
3368                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3369
3370                 /*
3371                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3372                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3373                  * the previous request that slept prematurely.
3374                  */
3375                 if (remaining) {
3376                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3377                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3378                 }
3379
3380                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3381                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3382         }
3383
3384         /*
3385          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3386          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3387          */
3388         if (!remaining &&
3389             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3390                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3391
3392                 /*
3393                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3394                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3395                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3396                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3397                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3398                  * them before going back to sleep.
3399                  */
3400                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
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 int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3431         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3432         struct task_struct *tsk = current;
3433
3434         struct reclaim_state reclaim_state = {
3435                 .reclaimed_slab = 0,
3436         };
3437         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3438
3439         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3440
3441         if (!cpumask_empty(cpumask))
3442                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3443         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3444
3445         /*
3446          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3447          * and that if we need more memory we should get access to it
3448          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3449          * never get caught in the normal page freeing logic.
3450          *
3451          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3452          * you need a small amount of memory in order to be able to
3453          * page out something else, and this flag essentially protects
3454          * us from recursively trying to free more memory as we're
3455          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3456          */
3457         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3458         set_freezable();
3459
3460         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3461         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3462         for ( ; ; ) {
3463                 bool ret;
3464
3465 kswapd_try_sleep:
3466                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3467                                         classzone_idx);
3468
3469                 /* Read the new order and classzone_idx */
3470                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3471                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3472                 pgdat->kswapd_order = 0;
3473                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3474
3475                 ret = try_to_freeze();
3476                 if (kthread_should_stop())
3477                         break;
3478
3479                 /*
3480                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3481                  * after returning from the refrigerator
3482                  */
3483                 if (ret)
3484                         continue;
3485
3486                 /*
3487                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3488                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3489                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3490                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3491                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3492                  * request (alloc_order).
3493                  */
3494                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3495                                                 alloc_order);
3496                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3497                 if (reclaim_order < alloc_order)
3498                         goto kswapd_try_sleep;
3499
3500                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3501                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3502         }
3503
3504         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3505         current->reclaim_state = NULL;
3506         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3507
3508         return 0;
3509 }
3510
3511 /*
3512  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3513  */
3514 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3515 {
3516         pg_data_t *pgdat;
3517         int z;
3518
3519         if (!managed_zone(zone))
3520                 return;
3521
3522         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3523                 return;
3524         pgdat = zone->zone_pgdat;
3525         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3526         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3527         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3528                 return;
3529
3530         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3531         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3532                 return;
3533
3534         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3535         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3536                 zone = pgdat->node_zones + z;
3537                 if (!managed_zone(zone))
3538                         continue;
3539
3540                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3541                         return;
3542         }
3543
3544         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3545         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3546 }
3547
3548 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3549 /*
3550  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3551  * freed pages.
3552  *
3553  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3554  * LRU order by reclaiming preferentially
3555  * inactive > active > active referenced > active mapped
3556  */
3557 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3558 {
3559         struct reclaim_state reclaim_state;
3560         struct scan_control sc = {
3561                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3562                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3563                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3564                 .priority = DEF_PRIORITY,
3565                 .may_writepage = 1,
3566                 .may_unmap = 1,
3567                 .may_swap = 1,
3568                 .hibernation_mode = 1,
3569         };
3570         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3571         struct task_struct *p = current;
3572         unsigned long nr_reclaimed;
3573
3574         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3575         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3576         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3577         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3578
3579         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3580
3581         p->reclaim_state = NULL;
3582         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3583         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3584
3585         return nr_reclaimed;
3586 }
3587 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3588
3589 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3590    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3591    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3592    restore their cpu bindings. */
3593 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3594 {
3595         int nid;
3596
3597         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3598                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3599                 const struct cpumask *mask;
3600
3601                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3602
3603                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3604                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3605                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3606         }
3607         return 0;
3608 }
3609
3610 /*
3611  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3612  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3613  */
3614 int kswapd_run(int nid)
3615 {
3616         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3617         int ret = 0;
3618
3619         if (pgdat->kswapd)
3620                 return 0;
3621
3622         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3623         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3624                 /* failure at boot is fatal */
3625                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3626                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3627                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3628                 pgdat->kswapd = NULL;
3629         }
3630         return ret;
3631 }
3632
3633 /*
3634  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3635  * hold mem_hotplug_begin/end().
3636  */
3637 void kswapd_stop(int nid)
3638 {
3639         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3640
3641         if (kswapd) {
3642                 kthread_stop(kswapd);
3643                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3644         }
3645 }
3646
3647 static int __init kswapd_init(void)
3648 {
3649         int nid, ret;
3650
3651         swap_setup();
3652         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3653                 kswapd_run(nid);
3654         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3655                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3656                                         NULL);
3657         WARN_ON(ret < 0);
3658         return 0;
3659 }
3660
3661 module_init(kswapd_init)
3662
3663 #ifdef CONFIG_NUMA
3664 /*
3665  * Node reclaim mode
3666  *
3667  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3668  * the watermarks.
3669  */
3670 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3671
3672 #define RECLAIM_OFF 0
3673 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3674 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3675 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3676
3677 /*
3678  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3679  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3680  * a zone.
3681  */
3682 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3683
3684 /*
3685  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3686  * occur.
3687  */
3688 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3689
3690 /*
3691  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3692  * slab reclaim needs to occur.
3693  */
3694 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3695
3696 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3697 {
3698         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3699         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3700                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3701
3702         /*
3703          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3704          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3705          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3706          */
3707         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3708 }
3709
3710 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3711 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3712 {
3713         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3714         unsigned long delta = 0;
3715
3716         /*
3717          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3718          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3719          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3720          * a better estimate
3721          */
3722         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3723                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3724         else
3725                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3726
3727         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3728         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3729                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3730
3731         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3732         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3733                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3734
3735         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3736 }
3737
3738 /*
3739  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3740  */
3741 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3742 {
3743         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3744         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3745         struct task_struct *p = current;
3746         struct reclaim_state reclaim_state;
3747         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
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 = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3753                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3754                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3755                 .may_swap = 1,
3756                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3757         };
3758
3759         cond_resched();
3760         /*
3761          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3762          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3763          * and RECLAIM_UNMAP.
3764          */
3765         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3766         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3767         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3768         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3769
3770         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3771                 /*
3772                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3773                  * priorities until we have enough memory freed.
3774                  */
3775                 do {
3776                         shrink_node(pgdat, &sc);
3777                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3778         }
3779
3780         p->reclaim_state = NULL;
3781         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3782         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3783         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3784 }
3785
3786 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3787 {
3788         int ret;
3789
3790         /*
3791          * Node 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 node is overallocated. So we do not reclaim
3797          * if less than a specified percentage of the node is used by
3798          * unmapped file backed pages.
3799          */
3800         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3801             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3802                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3803
3804         /*
3805          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3806          */
3807         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3808                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3809
3810         /*
3811          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3812          * have associated processors. This will favor the local processor
3813          * over remote processors and spread off node memory allocations
3814          * as wide as possible.
3815          */
3816         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3817                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3818
3819         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3820                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3821
3822         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3823         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3824
3825         if (!ret)
3826                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3827
3828         return ret;
3829 }
3830 #endif
3831
3832 /*
3833  * page_evictable - test whether a page is evictable
3834  * @page: the page to test
3835  *
3836  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3837  * lists vs unevictable list.
3838  *
3839  * Reasons page might not be evictable:
3840  * (1) page's mapping marked unevictable
3841  * (2) page is part of an mlocked VMA
3842  *
3843  */
3844 int page_evictable(struct page *page)
3845 {
3846         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3847 }
3848
3849 #ifdef CONFIG_SHMEM
3850 /**
3851  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3852  * @pages:      array of pages to check
3853  * @nr_pages:   number of pages to check
3854  *
3855  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3856  *
3857  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3858  */
3859 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3860 {
3861         struct lruvec *lruvec;
3862         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3863         int pgscanned = 0;
3864         int pgrescued = 0;
3865         int i;
3866
3867         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3868                 struct page *page = pages[i];
3869                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3870
3871                 pgscanned++;
3872                 if (pagepgdat != pgdat) {
3873                         if (pgdat)
3874                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3875                         pgdat = pagepgdat;
3876                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3877                 }
3878                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3879
3880                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3881                         continue;
3882
3883                 if (page_evictable(page)) {
3884                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3885
3886                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3887                         ClearPageUnevictable(page);
3888                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3889                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3890                         pgrescued++;
3891                 }
3892         }
3893
3894         if (pgdat) {
3895                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3896                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3897                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3898         }
3899 }
3900 #endif /* CONFIG_SHMEM */