]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
mm, vmscan: fix zone balance check in prepare_kswapd_sleep
[karo-tx-linux.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/sched/mm.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/gfp.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmpressure.h>
26 #include <linux/vmstat.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
31                                         buffer_heads_over_limit */
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/backing-dev.h>
34 #include <linux/rmap.h>
35 #include <linux/topology.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/compaction.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/rwsem.h>
41 #include <linux/delay.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <linux/freezer.h>
44 #include <linux/memcontrol.h>
45 #include <linux/delayacct.h>
46 #include <linux/sysctl.h>
47 #include <linux/oom.h>
48 #include <linux/prefetch.h>
49 #include <linux/printk.h>
50 #include <linux/dax.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/div64.h>
54
55 #include <linux/swapops.h>
56 #include <linux/balloon_compaction.h>
57
58 #include "internal.h"
59
60 #define CREATE_TRACE_POINTS
61 #include <trace/events/vmscan.h>
62
63 struct scan_control {
64         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
65         unsigned long nr_to_reclaim;
66
67         /* This context's GFP mask */
68         gfp_t gfp_mask;
69
70         /* Allocation order */
71         int order;
72
73         /*
74          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
75          * are scanned.
76          */
77         nodemask_t      *nodemask;
78
79         /*
80          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
81          * primary target of this reclaim invocation.
82          */
83         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
84
85         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
86         int priority;
87
88         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
89         enum zone_type reclaim_idx;
90
91         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
92         unsigned int may_writepage:1;
93
94         /* Can mapped pages be reclaimed? */
95         unsigned int may_unmap:1;
96
97         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
98         unsigned int may_swap:1;
99
100         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
101         unsigned int may_thrash:1;
102
103         unsigned int hibernation_mode:1;
104
105         /* One of the zones is ready for compaction */
106         unsigned int compaction_ready:1;
107
108         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
109         unsigned long nr_scanned;
110
111         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
112         unsigned long nr_reclaimed;
113 };
114
115 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
116 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
117         do {                                                            \
118                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
119                         struct page *prev;                              \
120                                                                         \
121                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
122                         prefetch(&prev->_field);                        \
123                 }                                                       \
124         } while (0)
125 #else
126 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
127 #endif
128
129 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
130 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
131         do {                                                            \
132                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
133                         struct page *prev;                              \
134                                                                         \
135                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
136                         prefetchw(&prev->_field);                       \
137                 }                                                       \
138         } while (0)
139 #else
140 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
141 #endif
142
143 /*
144  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
145  */
146 int vm_swappiness = 60;
147 /*
148  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
149  * zones.
150  */
151 unsigned long vm_total_pages;
152
153 static LIST_HEAD(shrinker_list);
154 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
155
156 #ifdef CONFIG_MEMCG
157 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
158 {
159         return !sc->target_mem_cgroup;
160 }
161
162 /**
163  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
164  * @sc: scan_control in question
165  *
166  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
167  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
168  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
169  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
170  * allocation and configurability.
171  *
172  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
173  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
174  */
175 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
176 {
177         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
178
179         if (!memcg)
180                 return true;
181 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
182         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
183                 return true;
184 #endif
185         return false;
186 }
187 #else
188 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
189 {
190         return true;
191 }
192
193 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
194 {
195         return true;
196 }
197 #endif
198
199 /*
200  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
201  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
202  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
203  */
204 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
205 {
206         unsigned long nr;
207
208         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
209                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
210         if (get_nr_swap_pages() > 0)
211                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
212                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
213
214         return nr;
215 }
216
217 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
218 {
219         unsigned long nr;
220
221         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
222              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
223              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
224
225         if (get_nr_swap_pages() > 0)
226                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
227                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
228                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
229
230         return nr;
231 }
232
233 /**
234  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
235  * @lruvec: lru vector
236  * @lru: lru to use
237  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
238  */
239 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
240 {
241         unsigned long lru_size;
242         int zid;
243
244         if (!mem_cgroup_disabled())
245                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
246         else
247                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
248
249         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
250                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
251                 unsigned long size;
252
253                 if (!managed_zone(zone))
254                         continue;
255
256                 if (!mem_cgroup_disabled())
257                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
258                 else
259                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
260                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
261                 lru_size -= min(size, lru_size);
262         }
263
264         return lru_size;
265
266 }
267
268 /*
269  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
270  */
271 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
272 {
273         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
274
275         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
276                 size *= nr_node_ids;
277
278         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
279         if (!shrinker->nr_deferred)
280                 return -ENOMEM;
281
282         down_write(&shrinker_rwsem);
283         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
284         up_write(&shrinker_rwsem);
285         return 0;
286 }
287 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
288
289 /*
290  * Remove one
291  */
292 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
293 {
294         down_write(&shrinker_rwsem);
295         list_del(&shrinker->list);
296         up_write(&shrinker_rwsem);
297         kfree(shrinker->nr_deferred);
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
300
301 #define SHRINK_BATCH 128
302
303 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
304                                     struct shrinker *shrinker,
305                                     unsigned long nr_scanned,
306                                     unsigned long nr_eligible)
307 {
308         unsigned long freed = 0;
309         unsigned long long delta;
310         long total_scan;
311         long freeable;
312         long nr;
313         long new_nr;
314         int nid = shrinkctl->nid;
315         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
316                                           : SHRINK_BATCH;
317         long scanned = 0, next_deferred;
318
319         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
320         if (freeable == 0)
321                 return 0;
322
323         /*
324          * copy the current shrinker scan count into a local variable
325          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
326          * don't also do this scanning work.
327          */
328         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
329
330         total_scan = nr;
331         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
332         delta *= freeable;
333         do_div(delta, nr_eligible + 1);
334         total_scan += delta;
335         if (total_scan < 0) {
336                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
337                        shrinker->scan_objects, total_scan);
338                 total_scan = freeable;
339                 next_deferred = nr;
340         } else
341                 next_deferred = total_scan;
342
343         /*
344          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
345          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
346          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
347          * nr being built up so when a shrink that can do some work
348          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
349          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
350          * memory.
351          *
352          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
353          * a large delta change is calculated directly.
354          */
355         if (delta < freeable / 4)
356                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
357
358         /*
359          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
360          * never try to free more than twice the estimate number of
361          * freeable entries.
362          */
363         if (total_scan > freeable * 2)
364                 total_scan = freeable * 2;
365
366         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
367                                    nr_scanned, nr_eligible,
368                                    freeable, delta, total_scan);
369
370         /*
371          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
372          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
373          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
374          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
375          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
376          * objects spread over several slabs with usage less than the
377          * batch_size.
378          *
379          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
380          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
381          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
382          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
383          * possible.
384          */
385         while (total_scan >= batch_size ||
386                total_scan >= freeable) {
387                 unsigned long ret;
388                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
389
390                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
391                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
392                 if (ret == SHRINK_STOP)
393                         break;
394                 freed += ret;
395
396                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
397                 total_scan -= nr_to_scan;
398                 scanned += nr_to_scan;
399
400                 cond_resched();
401         }
402
403         if (next_deferred >= scanned)
404                 next_deferred -= scanned;
405         else
406                 next_deferred = 0;
407         /*
408          * move the unused scan count back into the shrinker in a
409          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
410          * scan, there is no need to do an update.
411          */
412         if (next_deferred > 0)
413                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
414                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
415         else
416                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
417
418         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
419         return freed;
420 }
421
422 /**
423  * shrink_slab - shrink slab caches
424  * @gfp_mask: allocation context
425  * @nid: node whose slab caches to target
426  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
427  * @nr_scanned: pressure numerator
428  * @nr_eligible: pressure denominator
429  *
430  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
431  *
432  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
433  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
434  *
435  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
436  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
437  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
438  * shrinkers are called.
439  *
440  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
441  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
442  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
443  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
444  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
445  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
446  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
447  *
448  * Returns the number of reclaimed slab objects.
449  */
450 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
451                                  struct mem_cgroup *memcg,
452                                  unsigned long nr_scanned,
453                                  unsigned long nr_eligible)
454 {
455         struct shrinker *shrinker;
456         unsigned long freed = 0;
457
458         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
459                 return 0;
460
461         if (nr_scanned == 0)
462                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
463
464         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
465                 /*
466                  * If we would return 0, our callers would understand that we
467                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
468                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
469                  * time.
470                  */
471                 freed = 1;
472                 goto out;
473         }
474
475         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
476                 struct shrink_control sc = {
477                         .gfp_mask = gfp_mask,
478                         .nid = nid,
479                         .memcg = memcg,
480                 };
481
482                 /*
483                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
484                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
485                  * passing NULL for memcg.
486                  */
487                 if (memcg_kmem_enabled() &&
488                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
489                         continue;
490
491                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
492                         sc.nid = 0;
493
494                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
495         }
496
497         up_read(&shrinker_rwsem);
498 out:
499         cond_resched();
500         return freed;
501 }
502
503 void drop_slab_node(int nid)
504 {
505         unsigned long freed;
506
507         do {
508                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
509
510                 freed = 0;
511                 do {
512                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
513                                              1000, 1000);
514                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
515         } while (freed > 10);
516 }
517
518 void drop_slab(void)
519 {
520         int nid;
521
522         for_each_online_node(nid)
523                 drop_slab_node(nid);
524 }
525
526 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
527 {
528         /*
529          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
530          * that isolated the page, the page cache radix tree and
531          * optional buffer heads at page->private.
532          */
533         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
534 }
535
536 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
537 {
538         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
539                 return 1;
540         if (!inode_write_congested(inode))
541                 return 1;
542         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
543                 return 1;
544         return 0;
545 }
546
547 /*
548  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
549  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
550  * fsync(), msync() or close().
551  *
552  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
553  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
554  * that page is locked, the mapping is pinned.
555  *
556  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
557  * __GFP_FS.
558  */
559 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
560                                 struct page *page, int error)
561 {
562         lock_page(page);
563         if (page_mapping(page) == mapping)
564                 mapping_set_error(mapping, error);
565         unlock_page(page);
566 }
567
568 /* possible outcome of pageout() */
569 typedef enum {
570         /* failed to write page out, page is locked */
571         PAGE_KEEP,
572         /* move page to the active list, page is locked */
573         PAGE_ACTIVATE,
574         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
575         PAGE_SUCCESS,
576         /* page is clean and locked */
577         PAGE_CLEAN,
578 } pageout_t;
579
580 /*
581  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
582  * Calls ->writepage().
583  */
584 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
585                          struct scan_control *sc)
586 {
587         /*
588          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
589          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
590          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
591          * stalls if we need to run get_block().  We could test
592          * PagePrivate for that.
593          *
594          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
595          * this page's queue, we can perform writeback even if that
596          * will block.
597          *
598          * If the page is swapcache, write it back even if that would
599          * block, for some throttling. This happens by accident, because
600          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
601          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
602          */
603         if (!is_page_cache_freeable(page))
604                 return PAGE_KEEP;
605         if (!mapping) {
606                 /*
607                  * Some data journaling orphaned pages can have
608                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
609                  */
610                 if (page_has_private(page)) {
611                         if (try_to_free_buffers(page)) {
612                                 ClearPageDirty(page);
613                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
614                                 return PAGE_CLEAN;
615                         }
616                 }
617                 return PAGE_KEEP;
618         }
619         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
620                 return PAGE_ACTIVATE;
621         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
622                 return PAGE_KEEP;
623
624         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
625                 int res;
626                 struct writeback_control wbc = {
627                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
628                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
629                         .range_start = 0,
630                         .range_end = LLONG_MAX,
631                         .for_reclaim = 1,
632                 };
633
634                 SetPageReclaim(page);
635                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
636                 if (res < 0)
637                         handle_write_error(mapping, page, res);
638                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
639                         ClearPageReclaim(page);
640                         return PAGE_ACTIVATE;
641                 }
642
643                 if (!PageWriteback(page)) {
644                         /* synchronous write or broken a_ops? */
645                         ClearPageReclaim(page);
646                 }
647                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
648                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
649                 return PAGE_SUCCESS;
650         }
651
652         return PAGE_CLEAN;
653 }
654
655 /*
656  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
657  * gets returned with a refcount of 0.
658  */
659 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
660                             bool reclaimed)
661 {
662         unsigned long flags;
663
664         BUG_ON(!PageLocked(page));
665         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
666
667         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
668         /*
669          * The non racy check for a busy page.
670          *
671          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
672          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
673          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
674          * here, then the following race may occur:
675          *
676          * get_user_pages(&page);
677          * [user mapping goes away]
678          * write_to(page);
679          *                              !PageDirty(page)    [good]
680          * SetPageDirty(page);
681          * put_page(page);
682          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
683          *
684          * [oops, our write_to data is lost]
685          *
686          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
687          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
688          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
689          *
690          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
691          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
692          */
693         if (!page_ref_freeze(page, 2))
694                 goto cannot_free;
695         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
696         if (unlikely(PageDirty(page))) {
697                 page_ref_unfreeze(page, 2);
698                 goto cannot_free;
699         }
700
701         if (PageSwapCache(page)) {
702                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
703                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
704                 __delete_from_swap_cache(page);
705                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
706                 swapcache_free(swap);
707         } else {
708                 void (*freepage)(struct page *);
709                 void *shadow = NULL;
710
711                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
712                 /*
713                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
714                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
715                  *
716                  * But don't store shadows in an address space that is
717                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
718                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
719                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
720                  * back.
721                  *
722                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
723                  * only page cache pages found in these are zero pages
724                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
725                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
726                  * same page_tree.
727                  */
728                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
729                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
730                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
731                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
732                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
733
734                 if (freepage != NULL)
735                         freepage(page);
736         }
737
738         return 1;
739
740 cannot_free:
741         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
742         return 0;
743 }
744
745 /*
746  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
747  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
748  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
749  * this page.
750  */
751 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
752 {
753         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
754                 /*
755                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
756                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
757                  * atomic operation.
758                  */
759                 page_ref_unfreeze(page, 1);
760                 return 1;
761         }
762         return 0;
763 }
764
765 /**
766  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
767  * @page: page to be put back to appropriate lru list
768  *
769  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
770  * Page may still be unevictable for other reasons.
771  *
772  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
773  */
774 void putback_lru_page(struct page *page)
775 {
776         bool is_unevictable;
777         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
778
779         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
780
781 redo:
782         ClearPageUnevictable(page);
783
784         if (page_evictable(page)) {
785                 /*
786                  * For evictable pages, we can use the cache.
787                  * In event of a race, worst case is we end up with an
788                  * unevictable page on [in]active list.
789                  * We know how to handle that.
790                  */
791                 is_unevictable = false;
792                 lru_cache_add(page);
793         } else {
794                 /*
795                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
796                  * list.
797                  */
798                 is_unevictable = true;
799                 add_page_to_unevictable_list(page);
800                 /*
801                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
802                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
803                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
804                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
805                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
806                  * the page back to the evictable list.
807                  *
808                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
809                  */
810                 smp_mb();
811         }
812
813         /*
814          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
815          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
816          * check after we added it to the list, again.
817          */
818         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
819                 if (!isolate_lru_page(page)) {
820                         put_page(page);
821                         goto redo;
822                 }
823                 /* This means someone else dropped this page from LRU
824                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
825                  * nothing to do here.
826                  */
827         }
828
829         if (was_unevictable && !is_unevictable)
830                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
831         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
832                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
833
834         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
835 }
836
837 enum page_references {
838         PAGEREF_RECLAIM,
839         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
840         PAGEREF_KEEP,
841         PAGEREF_ACTIVATE,
842 };
843
844 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
845                                                   struct scan_control *sc)
846 {
847         int referenced_ptes, referenced_page;
848         unsigned long vm_flags;
849
850         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
851                                           &vm_flags);
852         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
853
854         /*
855          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
856          * move the page to the unevictable list.
857          */
858         if (vm_flags & VM_LOCKED)
859                 return PAGEREF_RECLAIM;
860
861         if (referenced_ptes) {
862                 if (PageSwapBacked(page))
863                         return PAGEREF_ACTIVATE;
864                 /*
865                  * All mapped pages start out with page table
866                  * references from the instantiating fault, so we need
867                  * to look twice if a mapped file page is used more
868                  * than once.
869                  *
870                  * Mark it and spare it for another trip around the
871                  * inactive list.  Another page table reference will
872                  * lead to its activation.
873                  *
874                  * Note: the mark is set for activated pages as well
875                  * so that recently deactivated but used pages are
876                  * quickly recovered.
877                  */
878                 SetPageReferenced(page);
879
880                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
881                         return PAGEREF_ACTIVATE;
882
883                 /*
884                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
885                  */
886                 if (vm_flags & VM_EXEC)
887                         return PAGEREF_ACTIVATE;
888
889                 return PAGEREF_KEEP;
890         }
891
892         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
893         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
894                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
895
896         return PAGEREF_RECLAIM;
897 }
898
899 /* Check if a page is dirty or under writeback */
900 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
901                                        bool *dirty, bool *writeback)
902 {
903         struct address_space *mapping;
904
905         /*
906          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
907          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
908          */
909         if (!page_is_file_cache(page) ||
910             (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page))) {
911                 *dirty = false;
912                 *writeback = false;
913                 return;
914         }
915
916         /* By default assume that the page flags are accurate */
917         *dirty = PageDirty(page);
918         *writeback = PageWriteback(page);
919
920         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
921         if (!page_has_private(page))
922                 return;
923
924         mapping = page_mapping(page);
925         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
926                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
927 }
928
929 struct reclaim_stat {
930         unsigned nr_dirty;
931         unsigned nr_unqueued_dirty;
932         unsigned nr_congested;
933         unsigned nr_writeback;
934         unsigned nr_immediate;
935         unsigned nr_activate;
936         unsigned nr_ref_keep;
937         unsigned nr_unmap_fail;
938 };
939
940 /*
941  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
942  */
943 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
944                                       struct pglist_data *pgdat,
945                                       struct scan_control *sc,
946                                       enum ttu_flags ttu_flags,
947                                       struct reclaim_stat *stat,
948                                       bool force_reclaim)
949 {
950         LIST_HEAD(ret_pages);
951         LIST_HEAD(free_pages);
952         int pgactivate = 0;
953         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
954         unsigned nr_dirty = 0;
955         unsigned nr_congested = 0;
956         unsigned nr_reclaimed = 0;
957         unsigned nr_writeback = 0;
958         unsigned nr_immediate = 0;
959         unsigned nr_ref_keep = 0;
960         unsigned nr_unmap_fail = 0;
961
962         cond_resched();
963
964         while (!list_empty(page_list)) {
965                 struct address_space *mapping;
966                 struct page *page;
967                 int may_enter_fs;
968                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
969                 bool dirty, writeback;
970                 int ret = SWAP_SUCCESS;
971
972                 cond_resched();
973
974                 page = lru_to_page(page_list);
975                 list_del(&page->lru);
976
977                 if (!trylock_page(page))
978                         goto keep;
979
980                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
981
982                 sc->nr_scanned++;
983
984                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
985                         goto cull_mlocked;
986
987                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
988                         goto keep_locked;
989
990                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
991                 if ((page_mapped(page) || PageSwapCache(page)) &&
992                     !(PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)))
993                         sc->nr_scanned++;
994
995                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
996                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
997
998                 /*
999                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
1000                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1001                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1002                  * is all dirty unqueued pages.
1003                  */
1004                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1005                 if (dirty || writeback)
1006                         nr_dirty++;
1007
1008                 if (dirty && !writeback)
1009                         nr_unqueued_dirty++;
1010
1011                 /*
1012                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1013                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1014                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1015                  * end of the LRU a second time.
1016                  */
1017                 mapping = page_mapping(page);
1018                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1019                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1020                     (writeback && PageReclaim(page)))
1021                         nr_congested++;
1022
1023                 /*
1024                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1025                  * are three cases to consider.
1026                  *
1027                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1028                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1029                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1030                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1031                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1032                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1033                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1034                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1035                  *    caller can stall after page list has been processed.
1036                  *
1037                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1038                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1039                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1040                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1041                  *    reclaim and continue scanning.
1042                  *
1043                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1044                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1045                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1046                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1047                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1048                  *    would probably show more reasons.
1049                  *
1050                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1051                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1052                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1053                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1054                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1055                  *
1056                  * In cases 1) and 2) we activate the pages to get them out of
1057                  * the way while we continue scanning for clean pages on the
1058                  * inactive list and refilling from the active list. The
1059                  * observation here is that waiting for disk writes is more
1060                  * expensive than potentially causing reloads down the line.
1061                  * Since they're marked for immediate reclaim, they won't put
1062                  * memory pressure on the cache working set any longer than it
1063                  * takes to write them to disk.
1064                  */
1065                 if (PageWriteback(page)) {
1066                         /* Case 1 above */
1067                         if (current_is_kswapd() &&
1068                             PageReclaim(page) &&
1069                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1070                                 nr_immediate++;
1071                                 goto activate_locked;
1072
1073                         /* Case 2 above */
1074                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1075                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1076                                 /*
1077                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1078                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1079                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1080                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1081                                  * enough to care.  What we do want is for this
1082                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1083                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1084                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1085                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1086                                  */
1087                                 SetPageReclaim(page);
1088                                 nr_writeback++;
1089                                 goto activate_locked;
1090
1091                         /* Case 3 above */
1092                         } else {
1093                                 unlock_page(page);
1094                                 wait_on_page_writeback(page);
1095                                 /* then go back and try same page again */
1096                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1097                                 continue;
1098                         }
1099                 }
1100
1101                 if (!force_reclaim)
1102                         references = page_check_references(page, sc);
1103
1104                 switch (references) {
1105                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1106                         goto activate_locked;
1107                 case PAGEREF_KEEP:
1108                         nr_ref_keep++;
1109                         goto keep_locked;
1110                 case PAGEREF_RECLAIM:
1111                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1112                         ; /* try to reclaim the page below */
1113                 }
1114
1115                 /*
1116                  * Anonymous process memory has backing store?
1117                  * Try to allocate it some swap space here.
1118                  * Lazyfree page could be freed directly
1119                  */
1120                 if (PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
1121                     !PageSwapCache(page)) {
1122                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1123                                 goto keep_locked;
1124                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1125                                 goto activate_locked;
1126                         may_enter_fs = 1;
1127
1128                         /* Adding to swap updated mapping */
1129                         mapping = page_mapping(page);
1130                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1131                         /* Split file THP */
1132                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1133                                 goto keep_locked;
1134                 }
1135
1136                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1137
1138                 /*
1139                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1140                  * processes. Try to unmap it here.
1141                  */
1142                 if (page_mapped(page)) {
1143                         switch (ret = try_to_unmap(page,
1144                                 ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH)) {
1145                         case SWAP_DIRTY:
1146                                 SetPageSwapBacked(page);
1147                                 /* fall through */
1148                         case SWAP_FAIL:
1149                                 nr_unmap_fail++;
1150                                 goto activate_locked;
1151                         case SWAP_AGAIN:
1152                                 goto keep_locked;
1153                         case SWAP_MLOCK:
1154                                 goto cull_mlocked;
1155                         case SWAP_SUCCESS:
1156                                 ; /* try to free the page below */
1157                         }
1158                 }
1159
1160                 if (PageDirty(page)) {
1161                         /*
1162                          * Only kswapd can writeback filesystem pages
1163                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1164                          * injecting inefficient single-page IO into
1165                          * flusher writeback as much as possible: only
1166                          * write pages when we've encountered many
1167                          * dirty pages, and when we've already scanned
1168                          * the rest of the LRU for clean pages and see
1169                          * the same dirty pages again (PageReclaim).
1170                          */
1171                         if (page_is_file_cache(page) &&
1172                             (!current_is_kswapd() || !PageReclaim(page) ||
1173                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1174                                 /*
1175                                  * Immediately reclaim when written back.
1176                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1177                                  * except we already have the page isolated
1178                                  * and know it's dirty
1179                                  */
1180                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1181                                 SetPageReclaim(page);
1182
1183                                 goto activate_locked;
1184                         }
1185
1186                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1187                                 goto keep_locked;
1188                         if (!may_enter_fs)
1189                                 goto keep_locked;
1190                         if (!sc->may_writepage)
1191                                 goto keep_locked;
1192
1193                         /*
1194                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1195                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1196                          * starts and then write it out here.
1197                          */
1198                         try_to_unmap_flush_dirty();
1199                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1200                         case PAGE_KEEP:
1201                                 goto keep_locked;
1202                         case PAGE_ACTIVATE:
1203                                 goto activate_locked;
1204                         case PAGE_SUCCESS:
1205                                 if (PageWriteback(page))
1206                                         goto keep;
1207                                 if (PageDirty(page))
1208                                         goto keep;
1209
1210                                 /*
1211                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1212                                  * ahead and try to reclaim the page.
1213                                  */
1214                                 if (!trylock_page(page))
1215                                         goto keep;
1216                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1217                                         goto keep_locked;
1218                                 mapping = page_mapping(page);
1219                         case PAGE_CLEAN:
1220                                 ; /* try to free the page below */
1221                         }
1222                 }
1223
1224                 /*
1225                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1226                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1227                  * the page as well.
1228                  *
1229                  * We do this even if the page is PageDirty().
1230                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1231                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1232                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1233                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1234                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1235                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1236                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1237                  *
1238                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1239                  * the pages which were not successfully invalidated in
1240                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1241                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1242                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1243                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1244                  */
1245                 if (page_has_private(page)) {
1246                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1247                                 goto activate_locked;
1248                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1249                                 unlock_page(page);
1250                                 if (put_page_testzero(page))
1251                                         goto free_it;
1252                                 else {
1253                                         /*
1254                                          * rare race with speculative reference.
1255                                          * the speculative reference will free
1256                                          * this page shortly, so we may
1257                                          * increment nr_reclaimed here (and
1258                                          * leave it off the LRU).
1259                                          */
1260                                         nr_reclaimed++;
1261                                         continue;
1262                                 }
1263                         }
1264                 }
1265
1266                 if (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)) {
1267                         /* follow __remove_mapping for reference */
1268                         if (!page_ref_freeze(page, 1))
1269                                 goto keep_locked;
1270                         if (PageDirty(page)) {
1271                                 page_ref_unfreeze(page, 1);
1272                                 goto keep_locked;
1273                         }
1274
1275                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1276                 } else if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1277                         goto keep_locked;
1278                 /*
1279                  * At this point, we have no other references and there is
1280                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1281                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1282                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1283                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1284                  */
1285                 __ClearPageLocked(page);
1286 free_it:
1287                 nr_reclaimed++;
1288
1289                 /*
1290                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1291                  * appear not as the counts should be low
1292                  */
1293                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1294                 continue;
1295
1296 cull_mlocked:
1297                 if (PageSwapCache(page))
1298                         try_to_free_swap(page);
1299                 unlock_page(page);
1300                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1301                 continue;
1302
1303 activate_locked:
1304                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1305                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1306                         try_to_free_swap(page);
1307                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1308                 SetPageActive(page);
1309                 pgactivate++;
1310 keep_locked:
1311                 unlock_page(page);
1312 keep:
1313                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1314                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1315         }
1316
1317         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1318         try_to_unmap_flush();
1319         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1320
1321         list_splice(&ret_pages, page_list);
1322         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1323
1324         if (stat) {
1325                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1326                 stat->nr_congested = nr_congested;
1327                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1328                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1329                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1330                 stat->nr_activate = pgactivate;
1331                 stat->nr_ref_keep = nr_ref_keep;
1332                 stat->nr_unmap_fail = nr_unmap_fail;
1333         }
1334         return nr_reclaimed;
1335 }
1336
1337 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1338                                             struct list_head *page_list)
1339 {
1340         struct scan_control sc = {
1341                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1342                 .priority = DEF_PRIORITY,
1343                 .may_unmap = 1,
1344         };
1345         unsigned long ret;
1346         struct page *page, *next;
1347         LIST_HEAD(clean_pages);
1348
1349         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1350                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1351                     !__PageMovable(page)) {
1352                         ClearPageActive(page);
1353                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1354                 }
1355         }
1356
1357         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1358                         TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1359         list_splice(&clean_pages, page_list);
1360         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1361         return ret;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1366  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1367  * freed elsewhere are also ignored.
1368  *
1369  * page:        page to consider
1370  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1371  *
1372  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1373  */
1374 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1375 {
1376         int ret = -EINVAL;
1377
1378         /* Only take pages on the LRU. */
1379         if (!PageLRU(page))
1380                 return ret;
1381
1382         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1383         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1384                 return ret;
1385
1386         ret = -EBUSY;
1387
1388         /*
1389          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1390          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1391          * blocking - clean pages for the most part.
1392          *
1393          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1394          * that it is possible to migrate without blocking
1395          */
1396         if (mode & ISOLATE_ASYNC_MIGRATE) {
1397                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1398                 if (PageWriteback(page))
1399                         return ret;
1400
1401                 if (PageDirty(page)) {
1402                         struct address_space *mapping;
1403
1404                         /*
1405                          * Only pages without mappings or that have a
1406                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1407                          * without blocking
1408                          */
1409                         mapping = page_mapping(page);
1410                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1411                                 return ret;
1412                 }
1413         }
1414
1415         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1416                 return ret;
1417
1418         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1419                 /*
1420                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1421                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1422                  * page release code relies on it.
1423                  */
1424                 ClearPageLRU(page);
1425                 ret = 0;
1426         }
1427
1428         return ret;
1429 }
1430
1431
1432 /*
1433  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1434  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1435  */
1436 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1437                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1438 {
1439         int zid;
1440
1441         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1442                 if (!nr_zone_taken[zid])
1443                         continue;
1444
1445                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1446 #ifdef CONFIG_MEMCG
1447                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1448 #endif
1449         }
1450
1451 }
1452
1453 /*
1454  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1455  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1456  * and working on them outside the LRU lock.
1457  *
1458  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1459  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1460  *
1461  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1462  *
1463  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1464  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1465  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1466  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1467  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1468  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1469  * @lru:        LRU list id for isolating
1470  *
1471  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1472  */
1473 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1474                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1475                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1476                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1477 {
1478         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1479         unsigned long nr_taken = 0;
1480         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1481         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1482         unsigned long skipped = 0;
1483         unsigned long scan, nr_pages;
1484         LIST_HEAD(pages_skipped);
1485
1486         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1487                                         !list_empty(src); scan++) {
1488                 struct page *page;
1489
1490                 page = lru_to_page(src);
1491                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1492
1493                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1494
1495                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1496                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1497                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1498                         continue;
1499                 }
1500
1501                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1502                 case 0:
1503                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1504                         nr_taken += nr_pages;
1505                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1506                         list_move(&page->lru, dst);
1507                         break;
1508
1509                 case -EBUSY:
1510                         /* else it is being freed elsewhere */
1511                         list_move(&page->lru, src);
1512                         continue;
1513
1514                 default:
1515                         BUG();
1516                 }
1517         }
1518
1519         /*
1520          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1521          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1522          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1523          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1524          * system at risk of premature OOM.
1525          */
1526         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1527                 int zid;
1528
1529                 list_splice(&pages_skipped, src);
1530                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1531                         if (!nr_skipped[zid])
1532                                 continue;
1533
1534                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1535                         skipped += nr_skipped[zid];
1536                 }
1537         }
1538         *nr_scanned = scan;
1539         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1540                                     scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1541         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1542         return nr_taken;
1543 }
1544
1545 /**
1546  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1547  * @page: page to isolate from its LRU list
1548  *
1549  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1550  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1551  *
1552  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1553  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1554  *
1555  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1556  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1557  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1558  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1559  *
1560  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1561  * found will be decremented.
1562  *
1563  * Restrictions:
1564  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1565  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1566  *     without a stable reference).
1567  * (2) the lru_lock must not be held.
1568  * (3) interrupts must be enabled.
1569  */
1570 int isolate_lru_page(struct page *page)
1571 {
1572         int ret = -EBUSY;
1573
1574         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1575         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1576
1577         if (PageLRU(page)) {
1578                 struct zone *zone = page_zone(page);
1579                 struct lruvec *lruvec;
1580
1581                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1582                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1583                 if (PageLRU(page)) {
1584                         int lru = page_lru(page);
1585                         get_page(page);
1586                         ClearPageLRU(page);
1587                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1588                         ret = 0;
1589                 }
1590                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1591         }
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 /*
1596  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1597  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1598  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1599  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1600  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1601  */
1602 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1603                 struct scan_control *sc)
1604 {
1605         unsigned long inactive, isolated;
1606
1607         if (current_is_kswapd())
1608                 return 0;
1609
1610         if (!sane_reclaim(sc))
1611                 return 0;
1612
1613         if (file) {
1614                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1615                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1616         } else {
1617                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1618                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1619         }
1620
1621         /*
1622          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1623          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1624          * deadlock.
1625          */
1626         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1627                 inactive >>= 3;
1628
1629         return isolated > inactive;
1630 }
1631
1632 static noinline_for_stack void
1633 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1634 {
1635         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1636         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1637         LIST_HEAD(pages_to_free);
1638
1639         /*
1640          * Put back any unfreeable pages.
1641          */
1642         while (!list_empty(page_list)) {
1643                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1644                 int lru;
1645
1646                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1647                 list_del(&page->lru);
1648                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1649                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1650                         putback_lru_page(page);
1651                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1652                         continue;
1653                 }
1654
1655                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1656
1657                 SetPageLRU(page);
1658                 lru = page_lru(page);
1659                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1660
1661                 if (is_active_lru(lru)) {
1662                         int file = is_file_lru(lru);
1663                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1664                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1665                 }
1666                 if (put_page_testzero(page)) {
1667                         __ClearPageLRU(page);
1668                         __ClearPageActive(page);
1669                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1670
1671                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1672                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1673                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1674                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1675                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1676                         } else
1677                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1678                 }
1679         }
1680
1681         /*
1682          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1683          */
1684         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1689  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1690  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1691  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1692  */
1693 static int current_may_throttle(void)
1694 {
1695         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1696                 current->backing_dev_info == NULL ||
1697                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1698 }
1699
1700 /*
1701  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1702  * of reclaimed pages
1703  */
1704 static noinline_for_stack unsigned long
1705 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1706                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1707 {
1708         LIST_HEAD(page_list);
1709         unsigned long nr_scanned;
1710         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1711         unsigned long nr_taken;
1712         struct reclaim_stat stat = {};
1713         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1714         int file = is_file_lru(lru);
1715         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1716         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1717
1718         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1719                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1720
1721                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1722                 if (fatal_signal_pending(current))
1723                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1724         }
1725
1726         lru_add_drain();
1727
1728         if (!sc->may_unmap)
1729                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1730
1731         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1732
1733         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1734                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1735
1736         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1737         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1738
1739         if (global_reclaim(sc)) {
1740                 if (current_is_kswapd())
1741                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1742                 else
1743                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1744         }
1745         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1746
1747         if (nr_taken == 0)
1748                 return 0;
1749
1750         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, 0,
1751                                 &stat, false);
1752
1753         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1754
1755         if (global_reclaim(sc)) {
1756                 if (current_is_kswapd())
1757                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1758                 else
1759                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1760         }
1761
1762         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1763
1764         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1765
1766         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1767
1768         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1769         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1770
1771         /*
1772          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1773          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1774          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1775          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1776          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1777          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1778          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1779          * same way balance_dirty_pages() manages.
1780          *
1781          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1782          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1783          * are encountered in the nr_immediate check below.
1784          */
1785         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1786                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1787
1788         /*
1789          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1790          * stalling here.
1791          */
1792         if (sane_reclaim(sc)) {
1793                 /*
1794                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1795                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1796                  */
1797                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1798                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1799
1800                 /*
1801                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1802                  * implies that flushers are not doing their job. This can
1803                  * happen when memory pressure pushes dirty pages to the end of
1804                  * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
1805                  * data has expired. It can also happen when the proportion of
1806                  * dirty pages grows not through writes but through memory
1807                  * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
1808                  * the flushers simply cannot keep up with the allocation
1809                  * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep, but
1810                  * also allow kswapd to start writing pages during reclaim.
1811                  */
1812                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken) {
1813                         wakeup_flusher_threads(0, WB_REASON_VMSCAN);
1814                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1815                 }
1816
1817                 /*
1818                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1819                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1820                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1821                  * they are written so also forcibly stall.
1822                  */
1823                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1824                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1825         }
1826
1827         /*
1828          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1829          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1830          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1831          */
1832         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1833             current_may_throttle())
1834                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1835
1836         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1837                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1838                         stat.nr_dirty,  stat.nr_writeback,
1839                         stat.nr_congested, stat.nr_immediate,
1840                         stat.nr_activate, stat.nr_ref_keep,
1841                         stat.nr_unmap_fail,
1842                         sc->priority, file);
1843         return nr_reclaimed;
1844 }
1845
1846 /*
1847  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1848  *
1849  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1850  * processes, from rmap.
1851  *
1852  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1853  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1854  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1855  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1856  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1857  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1858  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1859  *
1860  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1861  * But we had to alter page->flags anyway.
1862  *
1863  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1864  */
1865
1866 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1867                                      struct list_head *list,
1868                                      struct list_head *pages_to_free,
1869                                      enum lru_list lru)
1870 {
1871         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1872         struct page *page;
1873         int nr_pages;
1874         int nr_moved = 0;
1875
1876         while (!list_empty(list)) {
1877                 page = lru_to_page(list);
1878                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1879
1880                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1881                 SetPageLRU(page);
1882
1883                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1884                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1885                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1886
1887                 if (put_page_testzero(page)) {
1888                         __ClearPageLRU(page);
1889                         __ClearPageActive(page);
1890                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1891
1892                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1893                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1894                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1895                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1896                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1897                         } else
1898                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1899                 } else {
1900                         nr_moved += nr_pages;
1901                 }
1902         }
1903
1904         if (!is_active_lru(lru))
1905                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_moved);
1906
1907         return nr_moved;
1908 }
1909
1910 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1911                                struct lruvec *lruvec,
1912                                struct scan_control *sc,
1913                                enum lru_list lru)
1914 {
1915         unsigned long nr_taken;
1916         unsigned long nr_scanned;
1917         unsigned long vm_flags;
1918         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1919         LIST_HEAD(l_active);
1920         LIST_HEAD(l_inactive);
1921         struct page *page;
1922         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1923         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1924         unsigned nr_rotated = 0;
1925         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1926         int file = is_file_lru(lru);
1927         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1928
1929         lru_add_drain();
1930
1931         if (!sc->may_unmap)
1932                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1933
1934         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1935
1936         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1937                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1938
1939         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1940         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1941
1942         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1943
1944         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1945
1946         while (!list_empty(&l_hold)) {
1947                 cond_resched();
1948                 page = lru_to_page(&l_hold);
1949                 list_del(&page->lru);
1950
1951                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1952                         putback_lru_page(page);
1953                         continue;
1954                 }
1955
1956                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1957                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1958                                 if (page_has_private(page))
1959                                         try_to_release_page(page, 0);
1960                                 unlock_page(page);
1961                         }
1962                 }
1963
1964                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1965                                     &vm_flags)) {
1966                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1967                         /*
1968                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1969                          * give them one more trip around the active list. So
1970                          * that executable code get better chances to stay in
1971                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1972                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1973                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1974                          * so we ignore them here.
1975                          */
1976                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1977                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1978                                 continue;
1979                         }
1980                 }
1981
1982                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1983                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1984         }
1985
1986         /*
1987          * Move pages back to the lru list.
1988          */
1989         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1990         /*
1991          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1992          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1993          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1994          * get_scan_count.
1995          */
1996         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1997
1998         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1999         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2000         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2001         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2002
2003         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2004         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2005         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2006                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2007 }
2008
2009 /*
2010  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2011  * to do too much work.
2012  *
2013  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2014  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2015  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2016  *
2017  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2018  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2019  *
2020  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2021  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2022  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2023  *
2024  * total     target    max
2025  * memory    ratio     inactive
2026  * -------------------------------------
2027  *   10MB       1         5MB
2028  *  100MB       1        50MB
2029  *    1GB       3       250MB
2030  *   10GB      10       0.9GB
2031  *  100GB      31         3GB
2032  *    1TB     101        10GB
2033  *   10TB     320        32GB
2034  */
2035 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2036                                                 struct scan_control *sc, bool trace)
2037 {
2038         unsigned long inactive_ratio;
2039         unsigned long inactive, active;
2040         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2041         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2042         unsigned long gb;
2043
2044         /*
2045          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2046          * is pointless.
2047          */
2048         if (!file && !total_swap_pages)
2049                 return false;
2050
2051         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2052         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2053
2054         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2055         if (gb)
2056                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2057         else
2058                 inactive_ratio = 1;
2059
2060         if (trace)
2061                 trace_mm_vmscan_inactive_list_is_low(lruvec_pgdat(lruvec)->node_id,
2062                                 sc->reclaim_idx,
2063                                 lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, MAX_NR_ZONES), inactive,
2064                                 lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, MAX_NR_ZONES), active,
2065                                 inactive_ratio, file);
2066
2067         return inactive * inactive_ratio < active;
2068 }
2069
2070 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2071                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2072 {
2073         if (is_active_lru(lru)) {
2074                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc, true))
2075                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2076                 return 0;
2077         }
2078
2079         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2080 }
2081
2082 enum scan_balance {
2083         SCAN_EQUAL,
2084         SCAN_FRACT,
2085         SCAN_ANON,
2086         SCAN_FILE,
2087 };
2088
2089 /*
2090  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2091  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2092  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2093  * onto the active list instead of evict.
2094  *
2095  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2096  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2097  */
2098 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2099                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2100                            unsigned long *lru_pages)
2101 {
2102         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2103         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2104         u64 fraction[2];
2105         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2106         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2107         unsigned long anon_prio, file_prio;
2108         enum scan_balance scan_balance;
2109         unsigned long anon, file;
2110         unsigned long ap, fp;
2111         enum lru_list lru;
2112
2113         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2114         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2115                 scan_balance = SCAN_FILE;
2116                 goto out;
2117         }
2118
2119         /*
2120          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2121          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2122          * disable swapping for individual groups completely when
2123          * using the memory controller's swap limit feature would be
2124          * too expensive.
2125          */
2126         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2127                 scan_balance = SCAN_FILE;
2128                 goto out;
2129         }
2130
2131         /*
2132          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2133          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2134          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2135          */
2136         if (!sc->priority && swappiness) {
2137                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2138                 goto out;
2139         }
2140
2141         /*
2142          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2143          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2144          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2145          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2146          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2147          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2148          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2149          */
2150         if (global_reclaim(sc)) {
2151                 unsigned long pgdatfile;
2152                 unsigned long pgdatfree;
2153                 int z;
2154                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2155
2156                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2157                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2158                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2159
2160                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2161                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2162                         if (!managed_zone(zone))
2163                                 continue;
2164
2165                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2166                 }
2167
2168                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2169                         scan_balance = SCAN_ANON;
2170                         goto out;
2171                 }
2172         }
2173
2174         /*
2175          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2176          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2177          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2178          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2179          * Without the second condition we could end up never scanning an
2180          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2181          * system is under heavy pressure.
2182          */
2183         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc, false) &&
2184             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2185                 scan_balance = SCAN_FILE;
2186                 goto out;
2187         }
2188
2189         scan_balance = SCAN_FRACT;
2190
2191         /*
2192          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2193          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2194          */
2195         anon_prio = swappiness;
2196         file_prio = 200 - anon_prio;
2197
2198         /*
2199          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2200          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2201          * ratios to determine how valuable each cache is.
2202          *
2203          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2204          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2205          * up weighing recent references more than old ones.
2206          *
2207          * anon in [0], file in [1]
2208          */
2209
2210         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2211                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2212         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2213                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2214
2215         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2216         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2217                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2218                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2219         }
2220
2221         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2222                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2223                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2224         }
2225
2226         /*
2227          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2228          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2229          * each list that were recently referenced and in active use.
2230          */
2231         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2232         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2233
2234         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2235         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2236         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2237
2238         fraction[0] = ap;
2239         fraction[1] = fp;
2240         denominator = ap + fp + 1;
2241 out:
2242         *lru_pages = 0;
2243         for_each_evictable_lru(lru) {
2244                 int file = is_file_lru(lru);
2245                 unsigned long size;
2246                 unsigned long scan;
2247
2248                 size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2249                 scan = size >> sc->priority;
2250                 /*
2251                  * If the cgroup's already been deleted, make sure to
2252                  * scrape out the remaining cache.
2253                  */
2254                 if (!scan && !mem_cgroup_online(memcg))
2255                         scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2256
2257                 switch (scan_balance) {
2258                 case SCAN_EQUAL:
2259                         /* Scan lists relative to size */
2260                         break;
2261                 case SCAN_FRACT:
2262                         /*
2263                          * Scan types proportional to swappiness and
2264                          * their relative recent reclaim efficiency.
2265                          */
2266                         scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2267                                          denominator);
2268                         break;
2269                 case SCAN_FILE:
2270                 case SCAN_ANON:
2271                         /* Scan one type exclusively */
2272                         if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2273                                 size = 0;
2274                                 scan = 0;
2275                         }
2276                         break;
2277                 default:
2278                         /* Look ma, no brain */
2279                         BUG();
2280                 }
2281
2282                 *lru_pages += size;
2283                 nr[lru] = scan;
2284         }
2285 }
2286
2287 /*
2288  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2289  */
2290 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2291                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2292 {
2293         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2294         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2295         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2296         unsigned long nr_to_scan;
2297         enum lru_list lru;
2298         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2299         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2300         struct blk_plug plug;
2301         bool scan_adjusted;
2302
2303         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2304
2305         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2306         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2307
2308         /*
2309          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2310          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2311          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2312          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2313          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2314          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2315          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2316          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2317          * dropped to zero at the first pass.
2318          */
2319         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2320                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2321
2322         blk_start_plug(&plug);
2323         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2324                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2325                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2326                 unsigned long nr_scanned;
2327
2328                 for_each_evictable_lru(lru) {
2329                         if (nr[lru]) {
2330                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2331                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2332
2333                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2334                                                             lruvec, sc);
2335                         }
2336                 }
2337
2338                 cond_resched();
2339
2340                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2341                         continue;
2342
2343                 /*
2344                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2345                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2346                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2347                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2348                  * proportional to the original scan target.
2349                  */
2350                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2351                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2352
2353                 /*
2354                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2355                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2356                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2357                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2358                  */
2359                 if (!nr_file || !nr_anon)
2360                         break;
2361
2362                 if (nr_file > nr_anon) {
2363                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2364                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2365                         lru = LRU_BASE;
2366                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2367                 } else {
2368                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2369                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2370                         lru = LRU_FILE;
2371                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2372                 }
2373
2374                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2375                 nr[lru] = 0;
2376                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2377
2378                 /*
2379                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2380                  * scan target and the percentage scanning already complete
2381                  */
2382                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2383                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2384                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2385                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2386
2387                 lru += LRU_ACTIVE;
2388                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2389                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2390                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2391
2392                 scan_adjusted = true;
2393         }
2394         blk_finish_plug(&plug);
2395         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2396
2397         /*
2398          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2399          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2400          */
2401         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
2402                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2403                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2404 }
2405
2406 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2407 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2408 {
2409         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2410                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2411                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2412                 return true;
2413
2414         return false;
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2419  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2420  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2421  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2422  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2423  */
2424 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2425                                         unsigned long nr_reclaimed,
2426                                         unsigned long nr_scanned,
2427                                         struct scan_control *sc)
2428 {
2429         unsigned long pages_for_compaction;
2430         unsigned long inactive_lru_pages;
2431         int z;
2432
2433         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2434         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2435                 return false;
2436
2437         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2438         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2439                 /*
2440                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2441                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2442                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2443                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2444                  */
2445                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2446                         return false;
2447         } else {
2448                 /*
2449                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2450                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2451                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2452                  * pages that were scanned. This will return to the
2453                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2454                  * the resulting allocation attempt fails
2455                  */
2456                 if (!nr_reclaimed)
2457                         return false;
2458         }
2459
2460         /*
2461          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2462          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2463          */
2464         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2465         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2466         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2467                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2468         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2469                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2470                 return true;
2471
2472         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2473         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2474                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2475                 if (!managed_zone(zone))
2476                         continue;
2477
2478                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2479                 case COMPACT_SUCCESS:
2480                 case COMPACT_CONTINUE:
2481                         return false;
2482                 default:
2483                         /* check next zone */
2484                         ;
2485                 }
2486         }
2487         return true;
2488 }
2489
2490 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2491 {
2492         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2493         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2494         bool reclaimable = false;
2495
2496         do {
2497                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2498                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2499                         .pgdat = pgdat,
2500                         .priority = sc->priority,
2501                 };
2502                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2503                 struct mem_cgroup *memcg;
2504
2505                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2506                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2507
2508                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2509                 do {
2510                         unsigned long lru_pages;
2511                         unsigned long reclaimed;
2512                         unsigned long scanned;
2513
2514                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2515                                 if (!sc->may_thrash)
2516                                         continue;
2517                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2518                         }
2519
2520                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2521                         scanned = sc->nr_scanned;
2522
2523                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2524                         node_lru_pages += lru_pages;
2525
2526                         if (memcg)
2527                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2528                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2529                                             lru_pages);
2530
2531                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2532                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2533                                    sc->nr_scanned - scanned,
2534                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2535
2536                         /*
2537                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2538                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2539                          * node.
2540                          *
2541                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2542                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2543                          * retry with decreasing priority if one round over the
2544                          * whole hierarchy is not sufficient.
2545                          */
2546                         if (!global_reclaim(sc) &&
2547                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2548                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2549                                 break;
2550                         }
2551                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2552
2553                 /*
2554                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2555                  * the eligible LRU pages were scanned.
2556                  */
2557                 if (global_reclaim(sc))
2558                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2559                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2560                                     node_lru_pages);
2561
2562                 if (reclaim_state) {
2563                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2564                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2565                 }
2566
2567                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2568                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2569                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2570                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2571
2572                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2573                         reclaimable = true;
2574
2575         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2576                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2577
2578         /*
2579          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
2580          * many failures to reclaim anything from them and goes to
2581          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
2582          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
2583          */
2584         if (reclaimable)
2585                 pgdat->kswapd_failures = 0;
2586
2587         return reclaimable;
2588 }
2589
2590 /*
2591  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2592  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2593  * should reclaim first.
2594  */
2595 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2596 {
2597         unsigned long watermark;
2598         enum compact_result suitable;
2599
2600         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2601         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2602                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2603                 return true;
2604         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2605                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2606                 return false;
2607
2608         /*
2609          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2610          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2611          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2612          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2613          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2614          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2615          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2616          */
2617         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2618
2619         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2620 }
2621
2622 /*
2623  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2624  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2625  * request.
2626  *
2627  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2628  * scan then give up on it.
2629  */
2630 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2631 {
2632         struct zoneref *z;
2633         struct zone *zone;
2634         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2635         unsigned long nr_soft_scanned;
2636         gfp_t orig_mask;
2637         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2638
2639         /*
2640          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2641          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2642          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2643          */
2644         orig_mask = sc->gfp_mask;
2645         if (buffer_heads_over_limit) {
2646                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2647                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2648         }
2649
2650         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2651                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2652                 /*
2653                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2654                  * to global LRU.
2655                  */
2656                 if (global_reclaim(sc)) {
2657                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2658                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2659                                 continue;
2660
2661                         /*
2662                          * If we already have plenty of memory free for
2663                          * compaction in this zone, don't free any more.
2664                          * Even though compaction is invoked for any
2665                          * non-zero order, only frequent costly order
2666                          * reclamation is disruptive enough to become a
2667                          * noticeable problem, like transparent huge
2668                          * page allocations.
2669                          */
2670                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2671                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2672                             compaction_ready(zone, sc)) {
2673                                 sc->compaction_ready = true;
2674                                 continue;
2675                         }
2676
2677                         /*
2678                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2679                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2680                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2681                          * the user prefers lower zones being preserved.
2682                          */
2683                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2684                                 continue;
2685
2686                         /*
2687                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2688                          * and returns the number of reclaimed pages and
2689                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2690                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2691                          */
2692                         nr_soft_scanned = 0;
2693                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2694                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2695                                                 &nr_soft_scanned);
2696                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2697                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2698                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2699                 }
2700
2701                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2702                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2703                         continue;
2704                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2705                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2706         }
2707
2708         /*
2709          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2710          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2711          */
2712         sc->gfp_mask = orig_mask;
2713 }
2714
2715 /*
2716  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2717  *
2718  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2719  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2720  *
2721  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2722  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2723  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2724  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2725  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2726  * work, and the allocation attempt will fail.
2727  *
2728  * returns:     0, if no pages reclaimed
2729  *              else, the number of pages reclaimed
2730  */
2731 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2732                                           struct scan_control *sc)
2733 {
2734         int initial_priority = sc->priority;
2735 retry:
2736         delayacct_freepages_start();
2737
2738         if (global_reclaim(sc))
2739                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2740
2741         do {
2742                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2743                                 sc->priority);
2744                 sc->nr_scanned = 0;
2745                 shrink_zones(zonelist, sc);
2746
2747                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2748                         break;
2749
2750                 if (sc->compaction_ready)
2751                         break;
2752
2753                 /*
2754                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2755                  * writepage even in laptop mode.
2756                  */
2757                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2758                         sc->may_writepage = 1;
2759         } while (--sc->priority >= 0);
2760
2761         delayacct_freepages_end();
2762
2763         if (sc->nr_reclaimed)
2764                 return sc->nr_reclaimed;
2765
2766         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2767         if (sc->compaction_ready)
2768                 return 1;
2769
2770         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2771         if (!sc->may_thrash) {
2772                 sc->priority = initial_priority;
2773                 sc->may_thrash = 1;
2774                 goto retry;
2775         }
2776
2777         return 0;
2778 }
2779
2780 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
2781 {
2782         struct zone *zone;
2783         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2784         unsigned long free_pages = 0;
2785         int i;
2786         bool wmark_ok;
2787
2788         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
2789                 return true;
2790
2791         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2792                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2793                 if (!managed_zone(zone))
2794                         continue;
2795
2796                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
2797                         continue;
2798
2799                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2800                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2801         }
2802
2803         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2804         if (!pfmemalloc_reserve)
2805                 return true;
2806
2807         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2808
2809         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2810         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2811                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2812                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2813                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2814         }
2815
2816         return wmark_ok;
2817 }
2818
2819 /*
2820  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2821  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2822  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2823  * when the low watermark is reached.
2824  *
2825  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2826  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2827  */
2828 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2829                                         nodemask_t *nodemask)
2830 {
2831         struct zoneref *z;
2832         struct zone *zone;
2833         pg_data_t *pgdat = NULL;
2834
2835         /*
2836          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2837          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2838          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2839          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2840          * processes to block on log_wait_commit().
2841          */
2842         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2843                 goto out;
2844
2845         /*
2846          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2847          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2848          */
2849         if (fatal_signal_pending(current))
2850                 goto out;
2851
2852         /*
2853          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2854          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2855          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2856          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2857          *
2858          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2859          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2860          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2861          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2862          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2863          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2864          * should make reasonable progress.
2865          */
2866         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2867                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2868                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2869                         continue;
2870
2871                 /* Throttle based on the first usable node */
2872                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2873                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
2874                         goto out;
2875                 break;
2876         }
2877
2878         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2879         if (!pgdat)
2880                 goto out;
2881
2882         /* Account for the throttling */
2883         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2884
2885         /*
2886          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2887          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2888          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2889          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2890          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2891          * second before continuing.
2892          */
2893         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2894                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2895                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
2896
2897                 goto check_pending;
2898         }
2899
2900         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2901         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2902                 allow_direct_reclaim(pgdat));
2903
2904 check_pending:
2905         if (fatal_signal_pending(current))
2906                 return true;
2907
2908 out:
2909         return false;
2910 }
2911
2912 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2913                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2914 {
2915         unsigned long nr_reclaimed;
2916         struct scan_control sc = {
2917                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2918                 .gfp_mask = (gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask)),
2919                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2920                 .order = order,
2921                 .nodemask = nodemask,
2922                 .priority = DEF_PRIORITY,
2923                 .may_writepage = !laptop_mode,
2924                 .may_unmap = 1,
2925                 .may_swap = 1,
2926         };
2927
2928         /*
2929          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2930          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2931          * point.
2932          */
2933         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2934                 return 1;
2935
2936         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2937                                 sc.may_writepage,
2938                                 gfp_mask,
2939                                 sc.reclaim_idx);
2940
2941         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2942
2943         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2944
2945         return nr_reclaimed;
2946 }
2947
2948 #ifdef CONFIG_MEMCG
2949
2950 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2951                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2952                                                 pg_data_t *pgdat,
2953                                                 unsigned long *nr_scanned)
2954 {
2955         struct scan_control sc = {
2956                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2957                 .target_mem_cgroup = memcg,
2958                 .may_writepage = !laptop_mode,
2959                 .may_unmap = 1,
2960                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
2961                 .may_swap = !noswap,
2962         };
2963         unsigned long lru_pages;
2964
2965         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2966                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2967
2968         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2969                                                       sc.may_writepage,
2970                                                       sc.gfp_mask,
2971                                                       sc.reclaim_idx);
2972
2973         /*
2974          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2975          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
2976          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
2977          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
2978          * the priority and make it zero.
2979          */
2980         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
2981
2982         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
2983
2984         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
2985         return sc.nr_reclaimed;
2986 }
2987
2988 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
2989                                            unsigned long nr_pages,
2990                                            gfp_t gfp_mask,
2991                                            bool may_swap)
2992 {
2993         struct zonelist *zonelist;
2994         unsigned long nr_reclaimed;
2995         int nid;
2996         struct scan_control sc = {
2997                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
2998                 .gfp_mask = (current_gfp_context(gfp_mask) & GFP_RECLAIM_MASK) |
2999                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3000                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3001                 .target_mem_cgroup = memcg,
3002                 .priority = DEF_PRIORITY,
3003                 .may_writepage = !laptop_mode,
3004                 .may_unmap = 1,
3005                 .may_swap = may_swap,
3006         };
3007
3008         /*
3009          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3010          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3011          * scan does not need to be the current node.
3012          */
3013         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3014
3015         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3016
3017         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3018                                             sc.may_writepage,
3019                                             sc.gfp_mask,
3020                                             sc.reclaim_idx);
3021
3022         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3023         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3024         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3025
3026         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3027
3028         return nr_reclaimed;
3029 }
3030 #endif
3031
3032 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3033                                 struct scan_control *sc)
3034 {
3035         struct mem_cgroup *memcg;
3036
3037         if (!total_swap_pages)
3038                 return;
3039
3040         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3041         do {
3042                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3043
3044                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
3045                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3046                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3047
3048                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3049         } while (memcg);
3050 }
3051
3052 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3053 {
3054         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3055
3056         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3057                 return false;
3058
3059         /*
3060          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3061          * to be congested or dirty
3062          */
3063         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3064         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3065         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &zone->zone_pgdat->flags);
3066
3067         return true;
3068 }
3069
3070 /*
3071  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3072  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3073  *
3074  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3075  */
3076 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3077 {
3078         int i;
3079
3080         /*
3081          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3082          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
3083          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3084          * throttled. There is also a potential race if processes get
3085          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3086          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3087          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3088          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3089          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3090          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3091          * that here we are under prepare_to_wait().
3092          */
3093         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3094                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3095
3096         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3097         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3098                 return true;
3099
3100         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3101                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3102
3103                 if (!managed_zone(zone))
3104                         continue;
3105
3106                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3107                         return true;
3108         }
3109
3110         return false;
3111 }
3112
3113 /*
3114  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3115  * zone that is currently unbalanced.
3116  *
3117  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3118  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3119  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3120  */
3121 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3122                                struct scan_control *sc)
3123 {
3124         struct zone *zone;
3125         int z;
3126
3127         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3128         sc->nr_to_reclaim = 0;
3129         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3130                 zone = pgdat->node_zones + z;
3131                 if (!managed_zone(zone))
3132                         continue;
3133
3134                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3135         }
3136
3137         /*
3138          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3139          * now pressure is applied based on node LRU order.
3140          */
3141         shrink_node(pgdat, sc);
3142
3143         /*
3144          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3145          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3146          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3147          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3148          * can direct reclaim/compact.
3149          */
3150         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3151                 sc->order = 0;
3152
3153         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3154 }
3155
3156 /*
3157  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3158  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3159  * balanced.
3160  *
3161  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3162  *
3163  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3164  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3165  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3166  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3167  * balanced.
3168  */
3169 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3170 {
3171         int i;
3172         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3173         unsigned long nr_soft_scanned;
3174         struct zone *zone;
3175         struct scan_control sc = {
3176                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3177                 .order = order,
3178                 .priority = DEF_PRIORITY,
3179                 .may_writepage = !laptop_mode,
3180                 .may_unmap = 1,
3181                 .may_swap = 1,
3182         };
3183         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3184
3185         do {
3186                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
3187                 bool raise_priority = true;
3188
3189                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3190
3191                 /*
3192                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3193                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3194                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3195                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3196                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3197                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3198                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3199                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3200                  */
3201                 if (buffer_heads_over_limit) {
3202                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3203                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3204                                 if (!managed_zone(zone))
3205                                         continue;
3206
3207                                 sc.reclaim_idx = i;
3208                                 break;
3209                         }
3210                 }
3211
3212                 /*
3213                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3214                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3215                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3216                  * cleared during a very small window when a small low
3217                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3218                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3219                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3220                  * it.
3221                  */
3222                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3223                         zone = pgdat->node_zones + i;
3224                         if (!managed_zone(zone))
3225                                 continue;
3226
3227                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3228                                 goto out;
3229                 }
3230
3231                 /*
3232                  * Do some background aging of the anon list, to give
3233                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3234                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3235                  * about consistent aging.
3236                  */
3237                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3238
3239                 /*
3240                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3241                  * even in laptop mode.
3242                  */
3243                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3244                         sc.may_writepage = 1;
3245
3246                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3247                 sc.nr_scanned = 0;
3248                 nr_soft_scanned = 0;
3249                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3250                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3251                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3252
3253                 /*
3254                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3255                  * enough pages are already being scanned that that high
3256                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3257                  */
3258                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3259                         raise_priority = false;
3260
3261                 /*
3262                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3263                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3264                  * able to safely make forward progress. Wake them
3265                  */
3266                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3267                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
3268                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3269
3270                 /* Check if kswapd should be suspending */
3271                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3272                         break;
3273
3274                 /*
3275                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3276                  * progress in reclaiming pages
3277                  */
3278                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
3279                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
3280                         sc.priority--;
3281         } while (sc.priority >= 1);
3282
3283         if (!sc.nr_reclaimed)
3284                 pgdat->kswapd_failures++;
3285
3286 out:
3287         /*
3288          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3289          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3290          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3291          * remain at the higher level.
3292          */
3293         return sc.order;
3294 }
3295
3296 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3297                                 unsigned int classzone_idx)
3298 {
3299         long remaining = 0;
3300         DEFINE_WAIT(wait);
3301
3302         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3303                 return;
3304
3305         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3306
3307         /*
3308          * Try to sleep for a short interval. Note that kcompactd will only be
3309          * woken if it is possible to sleep for a short interval. This is
3310          * deliberate on the assumption that if reclaim cannot keep an
3311          * eligible zone balanced that it's also unlikely that compaction will
3312          * succeed.
3313          */
3314         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3315                 /*
3316                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3317                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3318                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3319                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3320                  */
3321                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3322
3323                 /*
3324                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3325                  * allocation of the requested order possible.
3326                  */
3327                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3328
3329                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3330
3331                 /*
3332                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3333                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3334                  * the previous request that slept prematurely.
3335                  */
3336                 if (remaining) {
3337                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3338                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3339                 }
3340
3341                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3342                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3343         }
3344
3345         /*
3346          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3347          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3348          */
3349         if (!remaining &&
3350             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3351                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3352
3353                 /*
3354                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3355                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3356                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3357                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3358                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3359                  * them before going back to sleep.
3360                  */
3361                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3362
3363                 if (!kthread_should_stop())
3364                         schedule();
3365
3366                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3367         } else {
3368                 if (remaining)
3369                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3370                 else
3371                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3372         }
3373         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3374 }
3375
3376 /*
3377  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3378  * from the init process.
3379  *
3380  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3381  * free memory available even if there is no other activity
3382  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3383  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3384  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3385  *
3386  * If there are applications that are active memory-allocators
3387  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3388  */
3389 static int kswapd(void *p)
3390 {
3391         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3392         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3393         struct task_struct *tsk = current;
3394
3395         struct reclaim_state reclaim_state = {
3396                 .reclaimed_slab = 0,
3397         };
3398         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3399
3400         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3401
3402         if (!cpumask_empty(cpumask))
3403                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3404         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3405
3406         /*
3407          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3408          * and that if we need more memory we should get access to it
3409          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3410          * never get caught in the normal page freeing logic.
3411          *
3412          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3413          * you need a small amount of memory in order to be able to
3414          * page out something else, and this flag essentially protects
3415          * us from recursively trying to free more memory as we're
3416          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3417          */
3418         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3419         set_freezable();
3420
3421         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3422         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3423         for ( ; ; ) {
3424                 bool ret;
3425
3426 kswapd_try_sleep:
3427                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3428                                         classzone_idx);
3429
3430                 /* Read the new order and classzone_idx */
3431                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3432                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3433                 pgdat->kswapd_order = 0;
3434                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3435
3436                 ret = try_to_freeze();
3437                 if (kthread_should_stop())
3438                         break;
3439
3440                 /*
3441                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3442                  * after returning from the refrigerator
3443                  */
3444                 if (ret)
3445                         continue;
3446
3447                 /*
3448                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3449                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3450                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3451                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3452                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3453                  * request (alloc_order).
3454                  */
3455                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3456                                                 alloc_order);
3457                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3458                 if (reclaim_order < alloc_order)
3459                         goto kswapd_try_sleep;
3460
3461                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3462                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3463         }
3464
3465         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3466         current->reclaim_state = NULL;
3467         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3468
3469         return 0;
3470 }
3471
3472 /*
3473  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3474  */
3475 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3476 {
3477         pg_data_t *pgdat;
3478         int z;
3479
3480         if (!managed_zone(zone))
3481                 return;
3482
3483         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3484                 return;
3485         pgdat = zone->zone_pgdat;
3486         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3487         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3488         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3489                 return;
3490
3491         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3492         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3493                 return;
3494
3495         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3496         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3497                 zone = pgdat->node_zones + z;
3498                 if (!managed_zone(zone))
3499                         continue;
3500
3501                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3502                         return;
3503         }
3504
3505         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3506         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3507 }
3508
3509 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3510 /*
3511  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3512  * freed pages.
3513  *
3514  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3515  * LRU order by reclaiming preferentially
3516  * inactive > active > active referenced > active mapped
3517  */
3518 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3519 {
3520         struct reclaim_state reclaim_state;
3521         struct scan_control sc = {
3522                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3523                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3524                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3525                 .priority = DEF_PRIORITY,
3526                 .may_writepage = 1,
3527                 .may_unmap = 1,
3528                 .may_swap = 1,
3529                 .hibernation_mode = 1,
3530         };
3531         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3532         struct task_struct *p = current;
3533         unsigned long nr_reclaimed;
3534
3535         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3536         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3537         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3538         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3539
3540         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3541
3542         p->reclaim_state = NULL;
3543         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3544         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3545
3546         return nr_reclaimed;
3547 }
3548 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3549
3550 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3551    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3552    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3553    restore their cpu bindings. */
3554 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3555 {
3556         int nid;
3557
3558         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3559                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3560                 const struct cpumask *mask;
3561
3562                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3563
3564                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3565                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3566                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3567         }
3568         return 0;
3569 }
3570
3571 /*
3572  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3573  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3574  */
3575 int kswapd_run(int nid)
3576 {
3577         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3578         int ret = 0;
3579
3580         if (pgdat->kswapd)
3581                 return 0;
3582
3583         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3584         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3585                 /* failure at boot is fatal */
3586                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3587                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3588                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3589                 pgdat->kswapd = NULL;
3590         }
3591         return ret;
3592 }
3593
3594 /*
3595  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3596  * hold mem_hotplug_begin/end().
3597  */
3598 void kswapd_stop(int nid)
3599 {
3600         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3601
3602         if (kswapd) {
3603                 kthread_stop(kswapd);
3604                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3605         }
3606 }
3607
3608 static int __init kswapd_init(void)
3609 {
3610         int nid, ret;
3611
3612         swap_setup();
3613         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3614                 kswapd_run(nid);
3615         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3616                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3617                                         NULL);
3618         WARN_ON(ret < 0);
3619         return 0;
3620 }
3621
3622 module_init(kswapd_init)
3623
3624 #ifdef CONFIG_NUMA
3625 /*
3626  * Node reclaim mode
3627  *
3628  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3629  * the watermarks.
3630  */
3631 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3632
3633 #define RECLAIM_OFF 0
3634 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3635 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3636 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3637
3638 /*
3639  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3640  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3641  * a zone.
3642  */
3643 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3644
3645 /*
3646  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3647  * occur.
3648  */
3649 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3650
3651 /*
3652  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3653  * slab reclaim needs to occur.
3654  */
3655 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3656
3657 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3658 {
3659         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3660         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3661                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3662
3663         /*
3664          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3665          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3666          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3667          */
3668         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3669 }
3670
3671 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3672 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3673 {
3674         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3675         unsigned long delta = 0;
3676
3677         /*
3678          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3679          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3680          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3681          * a better estimate
3682          */
3683         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3684                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3685         else
3686                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3687
3688         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3689         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3690                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3691
3692         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3693         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3694                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3695
3696         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3697 }
3698
3699 /*
3700  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3701  */
3702 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3703 {
3704         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3705         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3706         struct task_struct *p = current;
3707         struct reclaim_state reclaim_state;
3708         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3709         struct scan_control sc = {
3710                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3711                 .gfp_mask = (gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask)),
3712                 .order = order,
3713                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3714                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3715                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3716                 .may_swap = 1,
3717                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3718         };
3719
3720         cond_resched();
3721         /*
3722          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3723          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3724          * and RECLAIM_UNMAP.
3725          */
3726         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3727         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3728         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3729         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3730
3731         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3732                 /*
3733                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3734                  * priorities until we have enough memory freed.
3735                  */
3736                 do {
3737                         shrink_node(pgdat, &sc);
3738                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3739         }
3740
3741         p->reclaim_state = NULL;
3742         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3743         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3744         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3745 }
3746
3747 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3748 {
3749         int ret;
3750
3751         /*
3752          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3753          * slab pages if we are over the defined limits.
3754          *
3755          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3756          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3757          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3758          * if less than a specified percentage of the node is used by
3759          * unmapped file backed pages.
3760          */
3761         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3762             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3763                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3764
3765         /*
3766          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3767          */
3768         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3769                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3770
3771         /*
3772          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3773          * have associated processors. This will favor the local processor
3774          * over remote processors and spread off node memory allocations
3775          * as wide as possible.
3776          */
3777         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3778                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3779
3780         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3781                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3782
3783         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3784         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3785
3786         if (!ret)
3787                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3788
3789         return ret;
3790 }
3791 #endif
3792
3793 /*
3794  * page_evictable - test whether a page is evictable
3795  * @page: the page to test
3796  *
3797  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3798  * lists vs unevictable list.
3799  *
3800  * Reasons page might not be evictable:
3801  * (1) page's mapping marked unevictable
3802  * (2) page is part of an mlocked VMA
3803  *
3804  */
3805 int page_evictable(struct page *page)
3806 {
3807         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3808 }
3809
3810 #ifdef CONFIG_SHMEM
3811 /**
3812  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3813  * @pages:      array of pages to check
3814  * @nr_pages:   number of pages to check
3815  *
3816  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3817  *
3818  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3819  */
3820 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3821 {
3822         struct lruvec *lruvec;
3823         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3824         int pgscanned = 0;
3825         int pgrescued = 0;
3826         int i;
3827
3828         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3829                 struct page *page = pages[i];
3830                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3831
3832                 pgscanned++;
3833                 if (pagepgdat != pgdat) {
3834                         if (pgdat)
3835                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3836                         pgdat = pagepgdat;
3837                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3838                 }
3839                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3840
3841                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3842                         continue;
3843
3844                 if (page_evictable(page)) {
3845                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3846
3847                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3848                         ClearPageUnevictable(page);
3849                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3850                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3851                         pgrescued++;
3852                 }
3853         }
3854
3855         if (pgdat) {
3856                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3857                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3858                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3859         }
3860 }
3861 #endif /* CONFIG_SHMEM */