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