]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
mm: vmscan: only write dirty pages that the scanner has seen twice
[karo-tx-linux.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49 #include <linux/dax.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/balloon_compaction.h>
56
57 #include "internal.h"
58
59 #define CREATE_TRACE_POINTS
60 #include <trace/events/vmscan.h>
61
62 struct scan_control {
63         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
64         unsigned long nr_to_reclaim;
65
66         /* This context's GFP mask */
67         gfp_t gfp_mask;
68
69         /* Allocation order */
70         int order;
71
72         /*
73          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
74          * are scanned.
75          */
76         nodemask_t      *nodemask;
77
78         /*
79          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
80          * primary target of this reclaim invocation.
81          */
82         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
83
84         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
85         int priority;
86
87         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
88         enum zone_type reclaim_idx;
89
90         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
91         unsigned int may_writepage:1;
92
93         /* Can mapped pages be reclaimed? */
94         unsigned int may_unmap:1;
95
96         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
97         unsigned int may_swap:1;
98
99         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
100         unsigned int may_thrash:1;
101
102         unsigned int hibernation_mode:1;
103
104         /* One of the zones is ready for compaction */
105         unsigned int compaction_ready:1;
106
107         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
108         unsigned long nr_scanned;
109
110         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
111         unsigned long nr_reclaimed;
112 };
113
114 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
115 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
116         do {                                                            \
117                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
118                         struct page *prev;                              \
119                                                                         \
120                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
121                         prefetch(&prev->_field);                        \
122                 }                                                       \
123         } while (0)
124 #else
125 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
126 #endif
127
128 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
129 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
130         do {                                                            \
131                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
132                         struct page *prev;                              \
133                                                                         \
134                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
135                         prefetchw(&prev->_field);                       \
136                 }                                                       \
137         } while (0)
138 #else
139 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
140 #endif
141
142 /*
143  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
144  */
145 int vm_swappiness = 60;
146 /*
147  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
148  * zones.
149  */
150 unsigned long vm_total_pages;
151
152 static LIST_HEAD(shrinker_list);
153 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
154
155 #ifdef CONFIG_MEMCG
156 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
157 {
158         return !sc->target_mem_cgroup;
159 }
160
161 /**
162  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
163  * @sc: scan_control in question
164  *
165  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
166  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
167  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
168  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
169  * allocation and configurability.
170  *
171  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
172  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
173  */
174 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
175 {
176         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
177
178         if (!memcg)
179                 return true;
180 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
181         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
182                 return true;
183 #endif
184         return false;
185 }
186 #else
187 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
188 {
189         return true;
190 }
191
192 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
193 {
194         return true;
195 }
196 #endif
197
198 /*
199  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
200  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
201  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
202  */
203 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
204 {
205         unsigned long nr;
206
207         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
208                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
209         if (get_nr_swap_pages() > 0)
210                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
211                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
212
213         return nr;
214 }
215
216 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
217 {
218         unsigned long nr;
219
220         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
221              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
222              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
223
224         if (get_nr_swap_pages() > 0)
225                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
226                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
227                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
228
229         return nr;
230 }
231
232 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
233 {
234         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
235                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
236 }
237
238 /**
239  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
240  * @lruvec: lru vector
241  * @lru: lru to use
242  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
243  */
244 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
245 {
246         unsigned long lru_size;
247         int zid;
248
249         if (!mem_cgroup_disabled())
250                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
251         else
252                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
253
254         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
255                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
256                 unsigned long size;
257
258                 if (!managed_zone(zone))
259                         continue;
260
261                 if (!mem_cgroup_disabled())
262                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
263                 else
264                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
265                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
266                 lru_size -= min(size, lru_size);
267         }
268
269         return lru_size;
270
271 }
272
273 /*
274  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
275  */
276 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
277 {
278         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
279
280         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
281                 size *= nr_node_ids;
282
283         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
284         if (!shrinker->nr_deferred)
285                 return -ENOMEM;
286
287         down_write(&shrinker_rwsem);
288         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
289         up_write(&shrinker_rwsem);
290         return 0;
291 }
292 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
293
294 /*
295  * Remove one
296  */
297 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
298 {
299         down_write(&shrinker_rwsem);
300         list_del(&shrinker->list);
301         up_write(&shrinker_rwsem);
302         kfree(shrinker->nr_deferred);
303 }
304 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
305
306 #define SHRINK_BATCH 128
307
308 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
309                                     struct shrinker *shrinker,
310                                     unsigned long nr_scanned,
311                                     unsigned long nr_eligible)
312 {
313         unsigned long freed = 0;
314         unsigned long long delta;
315         long total_scan;
316         long freeable;
317         long nr;
318         long new_nr;
319         int nid = shrinkctl->nid;
320         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
321                                           : SHRINK_BATCH;
322         long scanned = 0, next_deferred;
323
324         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
325         if (freeable == 0)
326                 return 0;
327
328         /*
329          * copy the current shrinker scan count into a local variable
330          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
331          * don't also do this scanning work.
332          */
333         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
334
335         total_scan = nr;
336         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
337         delta *= freeable;
338         do_div(delta, nr_eligible + 1);
339         total_scan += delta;
340         if (total_scan < 0) {
341                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
342                        shrinker->scan_objects, total_scan);
343                 total_scan = freeable;
344                 next_deferred = nr;
345         } else
346                 next_deferred = total_scan;
347
348         /*
349          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
350          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
351          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
352          * nr being built up so when a shrink that can do some work
353          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
354          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
355          * memory.
356          *
357          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
358          * a large delta change is calculated directly.
359          */
360         if (delta < freeable / 4)
361                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
362
363         /*
364          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
365          * never try to free more than twice the estimate number of
366          * freeable entries.
367          */
368         if (total_scan > freeable * 2)
369                 total_scan = freeable * 2;
370
371         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
372                                    nr_scanned, nr_eligible,
373                                    freeable, delta, total_scan);
374
375         /*
376          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
377          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
378          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
379          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
380          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
381          * objects spread over several slabs with usage less than the
382          * batch_size.
383          *
384          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
385          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
386          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
387          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
388          * possible.
389          */
390         while (total_scan >= batch_size ||
391                total_scan >= freeable) {
392                 unsigned long ret;
393                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
394
395                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
396                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
397                 if (ret == SHRINK_STOP)
398                         break;
399                 freed += ret;
400
401                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
402                 total_scan -= nr_to_scan;
403                 scanned += nr_to_scan;
404
405                 cond_resched();
406         }
407
408         if (next_deferred >= scanned)
409                 next_deferred -= scanned;
410         else
411                 next_deferred = 0;
412         /*
413          * move the unused scan count back into the shrinker in a
414          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
415          * scan, there is no need to do an update.
416          */
417         if (next_deferred > 0)
418                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
419                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
420         else
421                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
422
423         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
424         return freed;
425 }
426
427 /**
428  * shrink_slab - shrink slab caches
429  * @gfp_mask: allocation context
430  * @nid: node whose slab caches to target
431  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
432  * @nr_scanned: pressure numerator
433  * @nr_eligible: pressure denominator
434  *
435  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
436  *
437  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
438  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
439  *
440  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
441  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
442  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
443  * shrinkers are called.
444  *
445  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
446  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
447  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
448  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
449  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
450  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
451  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
452  *
453  * Returns the number of reclaimed slab objects.
454  */
455 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
456                                  struct mem_cgroup *memcg,
457                                  unsigned long nr_scanned,
458                                  unsigned long nr_eligible)
459 {
460         struct shrinker *shrinker;
461         unsigned long freed = 0;
462
463         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
464                 return 0;
465
466         if (nr_scanned == 0)
467                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
468
469         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
470                 /*
471                  * If we would return 0, our callers would understand that we
472                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
473                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
474                  * time.
475                  */
476                 freed = 1;
477                 goto out;
478         }
479
480         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
481                 struct shrink_control sc = {
482                         .gfp_mask = gfp_mask,
483                         .nid = nid,
484                         .memcg = memcg,
485                 };
486
487                 /*
488                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
489                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
490                  * passing NULL for memcg.
491                  */
492                 if (memcg_kmem_enabled() &&
493                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
494                         continue;
495
496                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
497                         sc.nid = 0;
498
499                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
500         }
501
502         up_read(&shrinker_rwsem);
503 out:
504         cond_resched();
505         return freed;
506 }
507
508 void drop_slab_node(int nid)
509 {
510         unsigned long freed;
511
512         do {
513                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
514
515                 freed = 0;
516                 do {
517                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
518                                              1000, 1000);
519                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
520         } while (freed > 10);
521 }
522
523 void drop_slab(void)
524 {
525         int nid;
526
527         for_each_online_node(nid)
528                 drop_slab_node(nid);
529 }
530
531 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
532 {
533         /*
534          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
535          * that isolated the page, the page cache radix tree and
536          * optional buffer heads at page->private.
537          */
538         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
539 }
540
541 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
542 {
543         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
544                 return 1;
545         if (!inode_write_congested(inode))
546                 return 1;
547         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
548                 return 1;
549         return 0;
550 }
551
552 /*
553  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
554  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
555  * fsync(), msync() or close().
556  *
557  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
558  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
559  * that page is locked, the mapping is pinned.
560  *
561  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
562  * __GFP_FS.
563  */
564 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
565                                 struct page *page, int error)
566 {
567         lock_page(page);
568         if (page_mapping(page) == mapping)
569                 mapping_set_error(mapping, error);
570         unlock_page(page);
571 }
572
573 /* possible outcome of pageout() */
574 typedef enum {
575         /* failed to write page out, page is locked */
576         PAGE_KEEP,
577         /* move page to the active list, page is locked */
578         PAGE_ACTIVATE,
579         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
580         PAGE_SUCCESS,
581         /* page is clean and locked */
582         PAGE_CLEAN,
583 } pageout_t;
584
585 /*
586  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
587  * Calls ->writepage().
588  */
589 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
590                          struct scan_control *sc)
591 {
592         /*
593          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
594          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
595          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
596          * stalls if we need to run get_block().  We could test
597          * PagePrivate for that.
598          *
599          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
600          * this page's queue, we can perform writeback even if that
601          * will block.
602          *
603          * If the page is swapcache, write it back even if that would
604          * block, for some throttling. This happens by accident, because
605          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
606          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
607          */
608         if (!is_page_cache_freeable(page))
609                 return PAGE_KEEP;
610         if (!mapping) {
611                 /*
612                  * Some data journaling orphaned pages can have
613                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
614                  */
615                 if (page_has_private(page)) {
616                         if (try_to_free_buffers(page)) {
617                                 ClearPageDirty(page);
618                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
619                                 return PAGE_CLEAN;
620                         }
621                 }
622                 return PAGE_KEEP;
623         }
624         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
625                 return PAGE_ACTIVATE;
626         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
627                 return PAGE_KEEP;
628
629         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
630                 int res;
631                 struct writeback_control wbc = {
632                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
633                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
634                         .range_start = 0,
635                         .range_end = LLONG_MAX,
636                         .for_reclaim = 1,
637                 };
638
639                 SetPageReclaim(page);
640                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
641                 if (res < 0)
642                         handle_write_error(mapping, page, res);
643                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
644                         ClearPageReclaim(page);
645                         return PAGE_ACTIVATE;
646                 }
647
648                 if (!PageWriteback(page)) {
649                         /* synchronous write or broken a_ops? */
650                         ClearPageReclaim(page);
651                 }
652                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
653                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
654                 return PAGE_SUCCESS;
655         }
656
657         return PAGE_CLEAN;
658 }
659
660 /*
661  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
662  * gets returned with a refcount of 0.
663  */
664 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
665                             bool reclaimed)
666 {
667         unsigned long flags;
668
669         BUG_ON(!PageLocked(page));
670         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
671
672         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
673         /*
674          * The non racy check for a busy page.
675          *
676          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
677          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
678          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
679          * here, then the following race may occur:
680          *
681          * get_user_pages(&page);
682          * [user mapping goes away]
683          * write_to(page);
684          *                              !PageDirty(page)    [good]
685          * SetPageDirty(page);
686          * put_page(page);
687          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
688          *
689          * [oops, our write_to data is lost]
690          *
691          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
692          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
693          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
694          *
695          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
696          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
697          */
698         if (!page_ref_freeze(page, 2))
699                 goto cannot_free;
700         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
701         if (unlikely(PageDirty(page))) {
702                 page_ref_unfreeze(page, 2);
703                 goto cannot_free;
704         }
705
706         if (PageSwapCache(page)) {
707                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
708                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
709                 __delete_from_swap_cache(page);
710                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
711                 swapcache_free(swap);
712         } else {
713                 void (*freepage)(struct page *);
714                 void *shadow = NULL;
715
716                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
717                 /*
718                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
719                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
720                  *
721                  * But don't store shadows in an address space that is
722                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
723                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
724                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
725                  * back.
726                  *
727                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
728                  * only page cache pages found in these are zero pages
729                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
730                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
731                  * same page_tree.
732                  */
733                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
734                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
735                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
736                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
737                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
738
739                 if (freepage != NULL)
740                         freepage(page);
741         }
742
743         return 1;
744
745 cannot_free:
746         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
747         return 0;
748 }
749
750 /*
751  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
752  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
753  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
754  * this page.
755  */
756 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
757 {
758         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
759                 /*
760                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
761                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
762                  * atomic operation.
763                  */
764                 page_ref_unfreeze(page, 1);
765                 return 1;
766         }
767         return 0;
768 }
769
770 /**
771  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
772  * @page: page to be put back to appropriate lru list
773  *
774  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
775  * Page may still be unevictable for other reasons.
776  *
777  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
778  */
779 void putback_lru_page(struct page *page)
780 {
781         bool is_unevictable;
782         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
783
784         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
785
786 redo:
787         ClearPageUnevictable(page);
788
789         if (page_evictable(page)) {
790                 /*
791                  * For evictable pages, we can use the cache.
792                  * In event of a race, worst case is we end up with an
793                  * unevictable page on [in]active list.
794                  * We know how to handle that.
795                  */
796                 is_unevictable = false;
797                 lru_cache_add(page);
798         } else {
799                 /*
800                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
801                  * list.
802                  */
803                 is_unevictable = true;
804                 add_page_to_unevictable_list(page);
805                 /*
806                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
807                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
808                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
809                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
810                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
811                  * the page back to the evictable list.
812                  *
813                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
814                  */
815                 smp_mb();
816         }
817
818         /*
819          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
820          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
821          * check after we added it to the list, again.
822          */
823         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
824                 if (!isolate_lru_page(page)) {
825                         put_page(page);
826                         goto redo;
827                 }
828                 /* This means someone else dropped this page from LRU
829                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
830                  * nothing to do here.
831                  */
832         }
833
834         if (was_unevictable && !is_unevictable)
835                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
836         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
837                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
838
839         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
840 }
841
842 enum page_references {
843         PAGEREF_RECLAIM,
844         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
845         PAGEREF_KEEP,
846         PAGEREF_ACTIVATE,
847 };
848
849 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
850                                                   struct scan_control *sc)
851 {
852         int referenced_ptes, referenced_page;
853         unsigned long vm_flags;
854
855         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
856                                           &vm_flags);
857         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
858
859         /*
860          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
861          * move the page to the unevictable list.
862          */
863         if (vm_flags & VM_LOCKED)
864                 return PAGEREF_RECLAIM;
865
866         if (referenced_ptes) {
867                 if (PageSwapBacked(page))
868                         return PAGEREF_ACTIVATE;
869                 /*
870                  * All mapped pages start out with page table
871                  * references from the instantiating fault, so we need
872                  * to look twice if a mapped file page is used more
873                  * than once.
874                  *
875                  * Mark it and spare it for another trip around the
876                  * inactive list.  Another page table reference will
877                  * lead to its activation.
878                  *
879                  * Note: the mark is set for activated pages as well
880                  * so that recently deactivated but used pages are
881                  * quickly recovered.
882                  */
883                 SetPageReferenced(page);
884
885                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
886                         return PAGEREF_ACTIVATE;
887
888                 /*
889                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
890                  */
891                 if (vm_flags & VM_EXEC)
892                         return PAGEREF_ACTIVATE;
893
894                 return PAGEREF_KEEP;
895         }
896
897         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
898         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
899                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
900
901         return PAGEREF_RECLAIM;
902 }
903
904 /* Check if a page is dirty or under writeback */
905 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
906                                        bool *dirty, bool *writeback)
907 {
908         struct address_space *mapping;
909
910         /*
911          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
912          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
913          */
914         if (!page_is_file_cache(page)) {
915                 *dirty = false;
916                 *writeback = false;
917                 return;
918         }
919
920         /* By default assume that the page flags are accurate */
921         *dirty = PageDirty(page);
922         *writeback = PageWriteback(page);
923
924         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
925         if (!page_has_private(page))
926                 return;
927
928         mapping = page_mapping(page);
929         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
930                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
931 }
932
933 struct reclaim_stat {
934         unsigned nr_dirty;
935         unsigned nr_unqueued_dirty;
936         unsigned nr_congested;
937         unsigned nr_writeback;
938         unsigned nr_immediate;
939         unsigned nr_activate;
940         unsigned nr_ref_keep;
941         unsigned nr_unmap_fail;
942 };
943
944 /*
945  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
946  */
947 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
948                                       struct pglist_data *pgdat,
949                                       struct scan_control *sc,
950                                       enum ttu_flags ttu_flags,
951                                       struct reclaim_stat *stat,
952                                       bool force_reclaim)
953 {
954         LIST_HEAD(ret_pages);
955         LIST_HEAD(free_pages);
956         int pgactivate = 0;
957         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
958         unsigned nr_dirty = 0;
959         unsigned nr_congested = 0;
960         unsigned nr_reclaimed = 0;
961         unsigned nr_writeback = 0;
962         unsigned nr_immediate = 0;
963         unsigned nr_ref_keep = 0;
964         unsigned nr_unmap_fail = 0;
965
966         cond_resched();
967
968         while (!list_empty(page_list)) {
969                 struct address_space *mapping;
970                 struct page *page;
971                 int may_enter_fs;
972                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
973                 bool dirty, writeback;
974                 bool lazyfree = false;
975                 int ret = SWAP_SUCCESS;
976
977                 cond_resched();
978
979                 page = lru_to_page(page_list);
980                 list_del(&page->lru);
981
982                 if (!trylock_page(page))
983                         goto keep;
984
985                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
986
987                 sc->nr_scanned++;
988
989                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
990                         goto cull_mlocked;
991
992                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
993                         goto keep_locked;
994
995                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
996                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
997                         sc->nr_scanned++;
998
999                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
1000                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
1001
1002                 /*
1003                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
1004                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1005                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1006                  * is all dirty unqueued pages.
1007                  */
1008                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1009                 if (dirty || writeback)
1010                         nr_dirty++;
1011
1012                 if (dirty && !writeback)
1013                         nr_unqueued_dirty++;
1014
1015                 /*
1016                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1017                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1018                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1019                  * end of the LRU a second time.
1020                  */
1021                 mapping = page_mapping(page);
1022                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1023                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1024                     (writeback && PageReclaim(page)))
1025                         nr_congested++;
1026
1027                 /*
1028                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1029                  * are three cases to consider.
1030                  *
1031                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1032                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1033                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1034                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1035                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1036                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1037                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1038                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1039                  *    caller can stall after page list has been processed.
1040                  *
1041                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1042                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1043                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1044                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1045                  *    reclaim and continue scanning.
1046                  *
1047                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1048                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1049                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1050                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1051                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1052                  *    would probably show more reasons.
1053                  *
1054                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1055                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1056                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1057                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1058                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1059                  */
1060                 if (PageWriteback(page)) {
1061                         /* Case 1 above */
1062                         if (current_is_kswapd() &&
1063                             PageReclaim(page) &&
1064                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1065                                 nr_immediate++;
1066                                 goto keep_locked;
1067
1068                         /* Case 2 above */
1069                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1070                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1071                                 /*
1072                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1073                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1074                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1075                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1076                                  * enough to care.  What we do want is for this
1077                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1078                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1079                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1080                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1081                                  */
1082                                 SetPageReclaim(page);
1083                                 nr_writeback++;
1084                                 goto keep_locked;
1085
1086                         /* Case 3 above */
1087                         } else {
1088                                 unlock_page(page);
1089                                 wait_on_page_writeback(page);
1090                                 /* then go back and try same page again */
1091                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1092                                 continue;
1093                         }
1094                 }
1095
1096                 if (!force_reclaim)
1097                         references = page_check_references(page, sc);
1098
1099                 switch (references) {
1100                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1101                         goto activate_locked;
1102                 case PAGEREF_KEEP:
1103                         nr_ref_keep++;
1104                         goto keep_locked;
1105                 case PAGEREF_RECLAIM:
1106                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1107                         ; /* try to reclaim the page below */
1108                 }
1109
1110                 /*
1111                  * Anonymous process memory has backing store?
1112                  * Try to allocate it some swap space here.
1113                  */
1114                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1115                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1116                                 goto keep_locked;
1117                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1118                                 goto activate_locked;
1119                         lazyfree = true;
1120                         may_enter_fs = 1;
1121
1122                         /* Adding to swap updated mapping */
1123                         mapping = page_mapping(page);
1124                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1125                         /* Split file THP */
1126                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1127                                 goto keep_locked;
1128                 }
1129
1130                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1131
1132                 /*
1133                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1134                  * processes. Try to unmap it here.
1135                  */
1136                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1137                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1138                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1139                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1140                         case SWAP_FAIL:
1141                                 nr_unmap_fail++;
1142                                 goto activate_locked;
1143                         case SWAP_AGAIN:
1144                                 goto keep_locked;
1145                         case SWAP_MLOCK:
1146                                 goto cull_mlocked;
1147                         case SWAP_LZFREE:
1148                                 goto lazyfree;
1149                         case SWAP_SUCCESS:
1150                                 ; /* try to free the page below */
1151                         }
1152                 }
1153
1154                 if (PageDirty(page)) {
1155                         /*
1156                          * Only kswapd can writeback filesystem pages
1157                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1158                          * injecting inefficient single-page IO into
1159                          * flusher writeback as much as possible: only
1160                          * write pages when we've encountered many
1161                          * dirty pages, and when we've already scanned
1162                          * the rest of the LRU for clean pages and see
1163                          * the same dirty pages again (PageReclaim).
1164                          */
1165                         if (page_is_file_cache(page) &&
1166                             (!current_is_kswapd() || !PageReclaim(page) ||
1167                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1168                                 /*
1169                                  * Immediately reclaim when written back.
1170                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1171                                  * except we already have the page isolated
1172                                  * and know it's dirty
1173                                  */
1174                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1175                                 SetPageReclaim(page);
1176
1177                                 goto keep_locked;
1178                         }
1179
1180                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1181                                 goto keep_locked;
1182                         if (!may_enter_fs)
1183                                 goto keep_locked;
1184                         if (!sc->may_writepage)
1185                                 goto keep_locked;
1186
1187                         /*
1188                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1189                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1190                          * starts and then write it out here.
1191                          */
1192                         try_to_unmap_flush_dirty();
1193                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1194                         case PAGE_KEEP:
1195                                 goto keep_locked;
1196                         case PAGE_ACTIVATE:
1197                                 goto activate_locked;
1198                         case PAGE_SUCCESS:
1199                                 if (PageWriteback(page))
1200                                         goto keep;
1201                                 if (PageDirty(page))
1202                                         goto keep;
1203
1204                                 /*
1205                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1206                                  * ahead and try to reclaim the page.
1207                                  */
1208                                 if (!trylock_page(page))
1209                                         goto keep;
1210                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1211                                         goto keep_locked;
1212                                 mapping = page_mapping(page);
1213                         case PAGE_CLEAN:
1214                                 ; /* try to free the page below */
1215                         }
1216                 }
1217
1218                 /*
1219                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1220                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1221                  * the page as well.
1222                  *
1223                  * We do this even if the page is PageDirty().
1224                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1225                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1226                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1227                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1228                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1229                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1230                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1231                  *
1232                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1233                  * the pages which were not successfully invalidated in
1234                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1235                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1236                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1237                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1238                  */
1239                 if (page_has_private(page)) {
1240                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1241                                 goto activate_locked;
1242                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1243                                 unlock_page(page);
1244                                 if (put_page_testzero(page))
1245                                         goto free_it;
1246                                 else {
1247                                         /*
1248                                          * rare race with speculative reference.
1249                                          * the speculative reference will free
1250                                          * this page shortly, so we may
1251                                          * increment nr_reclaimed here (and
1252                                          * leave it off the LRU).
1253                                          */
1254                                         nr_reclaimed++;
1255                                         continue;
1256                                 }
1257                         }
1258                 }
1259
1260 lazyfree:
1261                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1262                         goto keep_locked;
1263
1264                 /*
1265                  * At this point, we have no other references and there is
1266                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1267                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1268                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1269                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1270                  */
1271                 __ClearPageLocked(page);
1272 free_it:
1273                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1274                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1275
1276                 nr_reclaimed++;
1277
1278                 /*
1279                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1280                  * appear not as the counts should be low
1281                  */
1282                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1283                 continue;
1284
1285 cull_mlocked:
1286                 if (PageSwapCache(page))
1287                         try_to_free_swap(page);
1288                 unlock_page(page);
1289                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1290                 continue;
1291
1292 activate_locked:
1293                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1294                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1295                         try_to_free_swap(page);
1296                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1297                 SetPageActive(page);
1298                 pgactivate++;
1299 keep_locked:
1300                 unlock_page(page);
1301 keep:
1302                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1303                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1304         }
1305
1306         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1307         try_to_unmap_flush();
1308         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1309
1310         list_splice(&ret_pages, page_list);
1311         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1312
1313         if (stat) {
1314                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1315                 stat->nr_congested = nr_congested;
1316                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1317                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1318                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1319                 stat->nr_activate = pgactivate;
1320                 stat->nr_ref_keep = nr_ref_keep;
1321                 stat->nr_unmap_fail = nr_unmap_fail;
1322         }
1323         return nr_reclaimed;
1324 }
1325
1326 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1327                                             struct list_head *page_list)
1328 {
1329         struct scan_control sc = {
1330                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1331                 .priority = DEF_PRIORITY,
1332                 .may_unmap = 1,
1333         };
1334         unsigned long ret;
1335         struct page *page, *next;
1336         LIST_HEAD(clean_pages);
1337
1338         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1339                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1340                     !__PageMovable(page)) {
1341                         ClearPageActive(page);
1342                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1343                 }
1344         }
1345
1346         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1347                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1348         list_splice(&clean_pages, page_list);
1349         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1350         return ret;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1355  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1356  * freed elsewhere are also ignored.
1357  *
1358  * page:        page to consider
1359  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1360  *
1361  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1362  */
1363 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1364 {
1365         int ret = -EINVAL;
1366
1367         /* Only take pages on the LRU. */
1368         if (!PageLRU(page))
1369                 return ret;
1370
1371         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1372         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1373                 return ret;
1374
1375         ret = -EBUSY;
1376
1377         /*
1378          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1379          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1380          * blocking - clean pages for the most part.
1381          *
1382          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1383          * that it is possible to migrate without blocking
1384          */
1385         if (mode & ISOLATE_ASYNC_MIGRATE) {
1386                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1387                 if (PageWriteback(page))
1388                         return ret;
1389
1390                 if (PageDirty(page)) {
1391                         struct address_space *mapping;
1392
1393                         /*
1394                          * Only pages without mappings or that have a
1395                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1396                          * without blocking
1397                          */
1398                         mapping = page_mapping(page);
1399                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1400                                 return ret;
1401                 }
1402         }
1403
1404         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1405                 return ret;
1406
1407         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1408                 /*
1409                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1410                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1411                  * page release code relies on it.
1412                  */
1413                 ClearPageLRU(page);
1414                 ret = 0;
1415         }
1416
1417         return ret;
1418 }
1419
1420
1421 /*
1422  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1423  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1424  */
1425 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1426                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1427 {
1428         int zid;
1429
1430         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1431                 if (!nr_zone_taken[zid])
1432                         continue;
1433
1434                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1435 #ifdef CONFIG_MEMCG
1436                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1437 #endif
1438         }
1439
1440 }
1441
1442 /*
1443  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1444  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1445  * and working on them outside the LRU lock.
1446  *
1447  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1448  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1449  *
1450  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1451  *
1452  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1453  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1454  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1455  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1456  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1457  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1458  * @lru:        LRU list id for isolating
1459  *
1460  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1461  */
1462 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1463                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1464                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1465                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1466 {
1467         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1468         unsigned long nr_taken = 0;
1469         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1470         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1471         unsigned long skipped = 0, total_skipped = 0;
1472         unsigned long scan, nr_pages;
1473         LIST_HEAD(pages_skipped);
1474
1475         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1476                                         !list_empty(src);) {
1477                 struct page *page;
1478
1479                 page = lru_to_page(src);
1480                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1481
1482                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1483
1484                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1485                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1486                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1487                         continue;
1488                 }
1489
1490                 /*
1491                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1492                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1493                  */
1494                 scan++;
1495
1496                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1497                 case 0:
1498                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1499                         nr_taken += nr_pages;
1500                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1501                         list_move(&page->lru, dst);
1502                         break;
1503
1504                 case -EBUSY:
1505                         /* else it is being freed elsewhere */
1506                         list_move(&page->lru, src);
1507                         continue;
1508
1509                 default:
1510                         BUG();
1511                 }
1512         }
1513
1514         /*
1515          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1516          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1517          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1518          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1519          * system at risk of premature OOM.
1520          */
1521         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1522                 int zid;
1523
1524                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1525                         if (!nr_skipped[zid])
1526                                 continue;
1527
1528                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1529                         skipped += nr_skipped[zid];
1530                 }
1531
1532                 /*
1533                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1534                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1535                  * skipped pages as a full scan.
1536                  */
1537                 total_skipped = list_empty(src) ? skipped : skipped >> 2;
1538
1539                 list_splice(&pages_skipped, src);
1540         }
1541         *nr_scanned = scan + total_skipped;
1542         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1543                                     scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1544         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1545         return nr_taken;
1546 }
1547
1548 /**
1549  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1550  * @page: page to isolate from its LRU list
1551  *
1552  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1553  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1554  *
1555  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1556  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1557  *
1558  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1559  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1560  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1561  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1562  *
1563  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1564  * found will be decremented.
1565  *
1566  * Restrictions:
1567  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1568  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1569  *     without a stable reference).
1570  * (2) the lru_lock must not be held.
1571  * (3) interrupts must be enabled.
1572  */
1573 int isolate_lru_page(struct page *page)
1574 {
1575         int ret = -EBUSY;
1576
1577         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1578         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1579
1580         if (PageLRU(page)) {
1581                 struct zone *zone = page_zone(page);
1582                 struct lruvec *lruvec;
1583
1584                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1585                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1586                 if (PageLRU(page)) {
1587                         int lru = page_lru(page);
1588                         get_page(page);
1589                         ClearPageLRU(page);
1590                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1591                         ret = 0;
1592                 }
1593                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1594         }
1595         return ret;
1596 }
1597
1598 /*
1599  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1600  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1601  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1602  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1603  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1604  */
1605 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1606                 struct scan_control *sc)
1607 {
1608         unsigned long inactive, isolated;
1609
1610         if (current_is_kswapd())
1611                 return 0;
1612
1613         if (!sane_reclaim(sc))
1614                 return 0;
1615
1616         if (file) {
1617                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1618                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1619         } else {
1620                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1621                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1622         }
1623
1624         /*
1625          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1626          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1627          * deadlock.
1628          */
1629         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1630                 inactive >>= 3;
1631
1632         return isolated > inactive;
1633 }
1634
1635 static noinline_for_stack void
1636 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1637 {
1638         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1639         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1640         LIST_HEAD(pages_to_free);
1641
1642         /*
1643          * Put back any unfreeable pages.
1644          */
1645         while (!list_empty(page_list)) {
1646                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1647                 int lru;
1648
1649                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1650                 list_del(&page->lru);
1651                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1652                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1653                         putback_lru_page(page);
1654                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1655                         continue;
1656                 }
1657
1658                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1659
1660                 SetPageLRU(page);
1661                 lru = page_lru(page);
1662                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1663
1664                 if (is_active_lru(lru)) {
1665                         int file = is_file_lru(lru);
1666                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1667                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1668                 }
1669                 if (put_page_testzero(page)) {
1670                         __ClearPageLRU(page);
1671                         __ClearPageActive(page);
1672                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1673
1674                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1675                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1676                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1677                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1678                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1679                         } else
1680                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1681                 }
1682         }
1683
1684         /*
1685          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1686          */
1687         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1688 }
1689
1690 /*
1691  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1692  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1693  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1694  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1695  */
1696 static int current_may_throttle(void)
1697 {
1698         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1699                 current->backing_dev_info == NULL ||
1700                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1705  * of reclaimed pages
1706  */
1707 static noinline_for_stack unsigned long
1708 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1709                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1710 {
1711         LIST_HEAD(page_list);
1712         unsigned long nr_scanned;
1713         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1714         unsigned long nr_taken;
1715         struct reclaim_stat stat = {};
1716         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1717         int file = is_file_lru(lru);
1718         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1719         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1720
1721         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1722                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1723
1724                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1725                 if (fatal_signal_pending(current))
1726                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1727         }
1728
1729         lru_add_drain();
1730
1731         if (!sc->may_unmap)
1732                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1733
1734         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1735
1736         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1737                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1738
1739         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1740         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1741
1742         if (global_reclaim(sc)) {
1743                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1744                 if (current_is_kswapd())
1745                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1746                 else
1747                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1748         }
1749         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1750
1751         if (nr_taken == 0)
1752                 return 0;
1753
1754         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1755                                 &stat, false);
1756
1757         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1758
1759         if (global_reclaim(sc)) {
1760                 if (current_is_kswapd())
1761                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1762                 else
1763                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1764         }
1765
1766         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1767
1768         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1769
1770         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1771
1772         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1773         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1774
1775         /*
1776          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1777          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1778          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1779          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1780          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1781          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1782          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1783          * same way balance_dirty_pages() manages.
1784          *
1785          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1786          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1787          * are encountered in the nr_immediate check below.
1788          */
1789         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1790                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1791
1792         /*
1793          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1794          * stalling here.
1795          */
1796         if (sane_reclaim(sc)) {
1797                 /*
1798                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1799                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1800                  */
1801                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1802                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1803
1804                 /*
1805                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1806                  * implies that flushers are not doing their job. This can
1807                  * happen when memory pressure pushes dirty pages to the end of
1808                  * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
1809                  * data has expired. It can also happen when the proportion of
1810                  * dirty pages grows not through writes but through memory
1811                  * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
1812                  * the flushers simply cannot keep up with the allocation
1813                  * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep, but
1814                  * also allow kswapd to start writing pages during reclaim.
1815                  */
1816                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken) {
1817                         wakeup_flusher_threads(0, WB_REASON_VMSCAN);
1818                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1819                 }
1820
1821                 /*
1822                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1823                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1824                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1825                  * they are written so also forcibly stall.
1826                  */
1827                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1828                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1829         }
1830
1831         /*
1832          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1833          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1834          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1835          */
1836         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1837             current_may_throttle())
1838                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1839
1840         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1841                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1842                         stat.nr_dirty,  stat.nr_writeback,
1843                         stat.nr_congested, stat.nr_immediate,
1844                         stat.nr_activate, stat.nr_ref_keep,
1845                         stat.nr_unmap_fail,
1846                         sc->priority, file);
1847         return nr_reclaimed;
1848 }
1849
1850 /*
1851  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1852  *
1853  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1854  * processes, from rmap.
1855  *
1856  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1857  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1858  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1859  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1860  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1861  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1862  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1863  *
1864  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1865  * But we had to alter page->flags anyway.
1866  *
1867  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1868  */
1869
1870 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1871                                      struct list_head *list,
1872                                      struct list_head *pages_to_free,
1873                                      enum lru_list lru)
1874 {
1875         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1876         struct page *page;
1877         int nr_pages;
1878         int nr_moved = 0;
1879
1880         while (!list_empty(list)) {
1881                 page = lru_to_page(list);
1882                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1883
1884                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1885                 SetPageLRU(page);
1886
1887                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1888                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1889                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1890
1891                 if (put_page_testzero(page)) {
1892                         __ClearPageLRU(page);
1893                         __ClearPageActive(page);
1894                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1895
1896                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1897                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1898                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1899                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1900                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1901                         } else
1902                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1903                 } else {
1904                         nr_moved += nr_pages;
1905                 }
1906         }
1907
1908         if (!is_active_lru(lru))
1909                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_moved);
1910
1911         return nr_moved;
1912 }
1913
1914 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1915                                struct lruvec *lruvec,
1916                                struct scan_control *sc,
1917                                enum lru_list lru)
1918 {
1919         unsigned long nr_taken;
1920         unsigned long nr_scanned;
1921         unsigned long vm_flags;
1922         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1923         LIST_HEAD(l_active);
1924         LIST_HEAD(l_inactive);
1925         struct page *page;
1926         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1927         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1928         unsigned nr_rotated = 0;
1929         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1930         int file = is_file_lru(lru);
1931         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1932
1933         lru_add_drain();
1934
1935         if (!sc->may_unmap)
1936                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1937
1938         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1939
1940         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1941                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1942
1943         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1944         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1945
1946         if (global_reclaim(sc))
1947                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1948         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1949
1950         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1951
1952         while (!list_empty(&l_hold)) {
1953                 cond_resched();
1954                 page = lru_to_page(&l_hold);
1955                 list_del(&page->lru);
1956
1957                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1958                         putback_lru_page(page);
1959                         continue;
1960                 }
1961
1962                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1963                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1964                                 if (page_has_private(page))
1965                                         try_to_release_page(page, 0);
1966                                 unlock_page(page);
1967                         }
1968                 }
1969
1970                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1971                                     &vm_flags)) {
1972                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1973                         /*
1974                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1975                          * give them one more trip around the active list. So
1976                          * that executable code get better chances to stay in
1977                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1978                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1979                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1980                          * so we ignore them here.
1981                          */
1982                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1983                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1984                                 continue;
1985                         }
1986                 }
1987
1988                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1989                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1990         }
1991
1992         /*
1993          * Move pages back to the lru list.
1994          */
1995         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1996         /*
1997          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1998          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1999          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
2000          * get_scan_count.
2001          */
2002         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2003
2004         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2005         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2006         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2007         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2008
2009         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2010         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2011         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2012                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2013 }
2014
2015 /*
2016  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2017  * to do too much work.
2018  *
2019  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2020  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2021  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2022  *
2023  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2024  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2025  *
2026  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2027  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2028  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2029  *
2030  * total     target    max
2031  * memory    ratio     inactive
2032  * -------------------------------------
2033  *   10MB       1         5MB
2034  *  100MB       1        50MB
2035  *    1GB       3       250MB
2036  *   10GB      10       0.9GB
2037  *  100GB      31         3GB
2038  *    1TB     101        10GB
2039  *   10TB     320        32GB
2040  */
2041 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2042                                                 struct scan_control *sc, bool trace)
2043 {
2044         unsigned long inactive_ratio;
2045         unsigned long inactive, active;
2046         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2047         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2048         unsigned long gb;
2049
2050         /*
2051          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2052          * is pointless.
2053          */
2054         if (!file && !total_swap_pages)
2055                 return false;
2056
2057         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2058         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2059
2060         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2061         if (gb)
2062                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2063         else
2064                 inactive_ratio = 1;
2065
2066         if (trace)
2067                 trace_mm_vmscan_inactive_list_is_low(lruvec_pgdat(lruvec)->node_id,
2068                                 sc->reclaim_idx,
2069                                 lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, MAX_NR_ZONES), inactive,
2070                                 lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, MAX_NR_ZONES), active,
2071                                 inactive_ratio, file);
2072
2073         return inactive * inactive_ratio < active;
2074 }
2075
2076 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2077                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2078 {
2079         if (is_active_lru(lru)) {
2080                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc, true))
2081                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2082                 return 0;
2083         }
2084
2085         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2086 }
2087
2088 enum scan_balance {
2089         SCAN_EQUAL,
2090         SCAN_FRACT,
2091         SCAN_ANON,
2092         SCAN_FILE,
2093 };
2094
2095 /*
2096  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2097  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2098  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2099  * onto the active list instead of evict.
2100  *
2101  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2102  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2103  */
2104 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2105                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2106                            unsigned long *lru_pages)
2107 {
2108         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2109         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2110         u64 fraction[2];
2111         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2112         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2113         unsigned long anon_prio, file_prio;
2114         enum scan_balance scan_balance;
2115         unsigned long anon, file;
2116         bool force_scan = false;
2117         unsigned long ap, fp;
2118         enum lru_list lru;
2119         bool some_scanned;
2120         int pass;
2121
2122         /*
2123          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2124          * results in no scanning on this priority and a potential
2125          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2126          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2127          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2128          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2129          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2130          * well.
2131          */
2132         if (current_is_kswapd()) {
2133                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2134                         force_scan = true;
2135                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2136                         force_scan = true;
2137         }
2138         if (!global_reclaim(sc))
2139                 force_scan = true;
2140
2141         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2142         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2143                 scan_balance = SCAN_FILE;
2144                 goto out;
2145         }
2146
2147         /*
2148          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2149          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2150          * disable swapping for individual groups completely when
2151          * using the memory controller's swap limit feature would be
2152          * too expensive.
2153          */
2154         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2155                 scan_balance = SCAN_FILE;
2156                 goto out;
2157         }
2158
2159         /*
2160          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2161          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2162          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2163          */
2164         if (!sc->priority && swappiness) {
2165                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2166                 goto out;
2167         }
2168
2169         /*
2170          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2171          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2172          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2173          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2174          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2175          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2176          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2177          */
2178         if (global_reclaim(sc)) {
2179                 unsigned long pgdatfile;
2180                 unsigned long pgdatfree;
2181                 int z;
2182                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2183
2184                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2185                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2186                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2187
2188                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2189                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2190                         if (!managed_zone(zone))
2191                                 continue;
2192
2193                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2194                 }
2195
2196                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2197                         scan_balance = SCAN_ANON;
2198                         goto out;
2199                 }
2200         }
2201
2202         /*
2203          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2204          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2205          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2206          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2207          * Without the second condition we could end up never scanning an
2208          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2209          * system is under heavy pressure.
2210          */
2211         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc, false) &&
2212             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2213                 scan_balance = SCAN_FILE;
2214                 goto out;
2215         }
2216
2217         scan_balance = SCAN_FRACT;
2218
2219         /*
2220          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2221          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2222          */
2223         anon_prio = swappiness;
2224         file_prio = 200 - anon_prio;
2225
2226         /*
2227          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2228          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2229          * ratios to determine how valuable each cache is.
2230          *
2231          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2232          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2233          * up weighing recent references more than old ones.
2234          *
2235          * anon in [0], file in [1]
2236          */
2237
2238         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2239                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2240         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2241                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2242
2243         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2244         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2245                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2246                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2247         }
2248
2249         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2250                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2251                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2252         }
2253
2254         /*
2255          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2256          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2257          * each list that were recently referenced and in active use.
2258          */
2259         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2260         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2261
2262         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2263         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2264         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2265
2266         fraction[0] = ap;
2267         fraction[1] = fp;
2268         denominator = ap + fp + 1;
2269 out:
2270         some_scanned = false;
2271         /* Only use force_scan on second pass. */
2272         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2273                 *lru_pages = 0;
2274                 for_each_evictable_lru(lru) {
2275                         int file = is_file_lru(lru);
2276                         unsigned long size;
2277                         unsigned long scan;
2278
2279                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2280                         scan = size >> sc->priority;
2281
2282                         if (!scan && pass && force_scan)
2283                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2284
2285                         switch (scan_balance) {
2286                         case SCAN_EQUAL:
2287                                 /* Scan lists relative to size */
2288                                 break;
2289                         case SCAN_FRACT:
2290                                 /*
2291                                  * Scan types proportional to swappiness and
2292                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2293                                  */
2294                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2295                                                         denominator);
2296                                 break;
2297                         case SCAN_FILE:
2298                         case SCAN_ANON:
2299                                 /* Scan one type exclusively */
2300                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2301                                         size = 0;
2302                                         scan = 0;
2303                                 }
2304                                 break;
2305                         default:
2306                                 /* Look ma, no brain */
2307                                 BUG();
2308                         }
2309
2310                         *lru_pages += size;
2311                         nr[lru] = scan;
2312
2313                         /*
2314                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2315                          * if we found something to scan.
2316                          */
2317                         some_scanned |= !!scan;
2318                 }
2319         }
2320 }
2321
2322 /*
2323  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2324  */
2325 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2326                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2327 {
2328         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2329         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2330         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2331         unsigned long nr_to_scan;
2332         enum lru_list lru;
2333         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2334         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2335         struct blk_plug plug;
2336         bool scan_adjusted;
2337
2338         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2339
2340         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2341         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2342
2343         /*
2344          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2345          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2346          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2347          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2348          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2349          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2350          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2351          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2352          * dropped to zero at the first pass.
2353          */
2354         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2355                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2356
2357         blk_start_plug(&plug);
2358         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2359                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2360                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2361                 unsigned long nr_scanned;
2362
2363                 for_each_evictable_lru(lru) {
2364                         if (nr[lru]) {
2365                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2366                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2367
2368                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2369                                                             lruvec, sc);
2370                         }
2371                 }
2372
2373                 cond_resched();
2374
2375                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2376                         continue;
2377
2378                 /*
2379                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2380                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2381                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2382                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2383                  * proportional to the original scan target.
2384                  */
2385                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2386                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2387
2388                 /*
2389                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2390                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2391                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2392                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2393                  */
2394                 if (!nr_file || !nr_anon)
2395                         break;
2396
2397                 if (nr_file > nr_anon) {
2398                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2399                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2400                         lru = LRU_BASE;
2401                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2402                 } else {
2403                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2404                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2405                         lru = LRU_FILE;
2406                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2407                 }
2408
2409                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2410                 nr[lru] = 0;
2411                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2412
2413                 /*
2414                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2415                  * scan target and the percentage scanning already complete
2416                  */
2417                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2418                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2419                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2420                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2421
2422                 lru += LRU_ACTIVE;
2423                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2424                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2425                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2426
2427                 scan_adjusted = true;
2428         }
2429         blk_finish_plug(&plug);
2430         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2431
2432         /*
2433          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2434          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2435          */
2436         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
2437                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2438                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2439 }
2440
2441 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2442 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2443 {
2444         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2445                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2446                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2447                 return true;
2448
2449         return false;
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2454  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2455  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2456  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2457  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2458  */
2459 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2460                                         unsigned long nr_reclaimed,
2461                                         unsigned long nr_scanned,
2462                                         struct scan_control *sc)
2463 {
2464         unsigned long pages_for_compaction;
2465         unsigned long inactive_lru_pages;
2466         int z;
2467
2468         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2469         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2470                 return false;
2471
2472         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2473         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2474                 /*
2475                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2476                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2477                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2478                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2479                  */
2480                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2481                         return false;
2482         } else {
2483                 /*
2484                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2485                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2486                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2487                  * pages that were scanned. This will return to the
2488                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2489                  * the resulting allocation attempt fails
2490                  */
2491                 if (!nr_reclaimed)
2492                         return false;
2493         }
2494
2495         /*
2496          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2497          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2498          */
2499         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2500         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2501         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2502                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2503         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2504                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2505                 return true;
2506
2507         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2508         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2509                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2510                 if (!managed_zone(zone))
2511                         continue;
2512
2513                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2514                 case COMPACT_SUCCESS:
2515                 case COMPACT_CONTINUE:
2516                         return false;
2517                 default:
2518                         /* check next zone */
2519                         ;
2520                 }
2521         }
2522         return true;
2523 }
2524
2525 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2526 {
2527         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2528         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2529         bool reclaimable = false;
2530
2531         do {
2532                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2533                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2534                         .pgdat = pgdat,
2535                         .priority = sc->priority,
2536                 };
2537                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2538                 struct mem_cgroup *memcg;
2539
2540                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2541                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2542
2543                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2544                 do {
2545                         unsigned long lru_pages;
2546                         unsigned long reclaimed;
2547                         unsigned long scanned;
2548
2549                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2550                                 if (!sc->may_thrash)
2551                                         continue;
2552                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2553                         }
2554
2555                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2556                         scanned = sc->nr_scanned;
2557
2558                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2559                         node_lru_pages += lru_pages;
2560
2561                         if (memcg)
2562                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2563                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2564                                             lru_pages);
2565
2566                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2567                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2568                                    sc->nr_scanned - scanned,
2569                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2570
2571                         /*
2572                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2573                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2574                          * node.
2575                          *
2576                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2577                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2578                          * retry with decreasing priority if one round over the
2579                          * whole hierarchy is not sufficient.
2580                          */
2581                         if (!global_reclaim(sc) &&
2582                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2583                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2584                                 break;
2585                         }
2586                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2587
2588                 /*
2589                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2590                  * the eligible LRU pages were scanned.
2591                  */
2592                 if (global_reclaim(sc))
2593                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2594                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2595                                     node_lru_pages);
2596
2597                 if (reclaim_state) {
2598                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2599                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2600                 }
2601
2602                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2603                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2604                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2605                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2606
2607                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2608                         reclaimable = true;
2609
2610         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2611                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2612
2613         return reclaimable;
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2618  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2619  * should reclaim first.
2620  */
2621 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2622 {
2623         unsigned long watermark;
2624         enum compact_result suitable;
2625
2626         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2627         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2628                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2629                 return true;
2630         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2631                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2632                 return false;
2633
2634         /*
2635          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2636          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2637          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2638          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2639          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2640          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2641          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2642          */
2643         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2644
2645         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2646 }
2647
2648 /*
2649  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2650  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2651  * request.
2652  *
2653  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2654  * scan then give up on it.
2655  */
2656 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2657 {
2658         struct zoneref *z;
2659         struct zone *zone;
2660         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2661         unsigned long nr_soft_scanned;
2662         gfp_t orig_mask;
2663         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2664
2665         /*
2666          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2667          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2668          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2669          */
2670         orig_mask = sc->gfp_mask;
2671         if (buffer_heads_over_limit) {
2672                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2673                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2674         }
2675
2676         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2677                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2678                 /*
2679                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2680                  * to global LRU.
2681                  */
2682                 if (global_reclaim(sc)) {
2683                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2684                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2685                                 continue;
2686
2687                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2688                             !pgdat_reclaimable(zone->zone_pgdat))
2689                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2690
2691                         /*
2692                          * If we already have plenty of memory free for
2693                          * compaction in this zone, don't free any more.
2694                          * Even though compaction is invoked for any
2695                          * non-zero order, only frequent costly order
2696                          * reclamation is disruptive enough to become a
2697                          * noticeable problem, like transparent huge
2698                          * page allocations.
2699                          */
2700                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2701                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2702                             compaction_ready(zone, sc)) {
2703                                 sc->compaction_ready = true;
2704                                 continue;
2705                         }
2706
2707                         /*
2708                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2709                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2710                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2711                          * the user prefers lower zones being preserved.
2712                          */
2713                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2714                                 continue;
2715
2716                         /*
2717                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2718                          * and returns the number of reclaimed pages and
2719                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2720                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2721                          */
2722                         nr_soft_scanned = 0;
2723                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2724                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2725                                                 &nr_soft_scanned);
2726                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2727                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2728                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2729                 }
2730
2731                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2732                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2733                         continue;
2734                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2735                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2736         }
2737
2738         /*
2739          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2740          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2741          */
2742         sc->gfp_mask = orig_mask;
2743 }
2744
2745 /*
2746  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2747  *
2748  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2749  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2750  *
2751  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2752  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2753  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2754  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2755  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2756  * work, and the allocation attempt will fail.
2757  *
2758  * returns:     0, if no pages reclaimed
2759  *              else, the number of pages reclaimed
2760  */
2761 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2762                                           struct scan_control *sc)
2763 {
2764         int initial_priority = sc->priority;
2765 retry:
2766         delayacct_freepages_start();
2767
2768         if (global_reclaim(sc))
2769                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2770
2771         do {
2772                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2773                                 sc->priority);
2774                 sc->nr_scanned = 0;
2775                 shrink_zones(zonelist, sc);
2776
2777                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2778                         break;
2779
2780                 if (sc->compaction_ready)
2781                         break;
2782
2783                 /*
2784                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2785                  * writepage even in laptop mode.
2786                  */
2787                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2788                         sc->may_writepage = 1;
2789         } while (--sc->priority >= 0);
2790
2791         delayacct_freepages_end();
2792
2793         if (sc->nr_reclaimed)
2794                 return sc->nr_reclaimed;
2795
2796         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2797         if (sc->compaction_ready)
2798                 return 1;
2799
2800         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2801         if (!sc->may_thrash) {
2802                 sc->priority = initial_priority;
2803                 sc->may_thrash = 1;
2804                 goto retry;
2805         }
2806
2807         return 0;
2808 }
2809
2810 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2811 {
2812         struct zone *zone;
2813         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2814         unsigned long free_pages = 0;
2815         int i;
2816         bool wmark_ok;
2817
2818         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2819                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2820                 if (!managed_zone(zone) ||
2821                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2822                         continue;
2823
2824                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2825                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2826         }
2827
2828         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2829         if (!pfmemalloc_reserve)
2830                 return true;
2831
2832         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2833
2834         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2835         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2836                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2837                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2838                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2839         }
2840
2841         return wmark_ok;
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2846  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2847  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2848  * when the low watermark is reached.
2849  *
2850  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2851  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2852  */
2853 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2854                                         nodemask_t *nodemask)
2855 {
2856         struct zoneref *z;
2857         struct zone *zone;
2858         pg_data_t *pgdat = NULL;
2859
2860         /*
2861          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2862          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2863          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2864          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2865          * processes to block on log_wait_commit().
2866          */
2867         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2868                 goto out;
2869
2870         /*
2871          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2872          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2873          */
2874         if (fatal_signal_pending(current))
2875                 goto out;
2876
2877         /*
2878          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2879          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2880          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2881          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2882          *
2883          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2884          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2885          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2886          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2887          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2888          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2889          * should make reasonable progress.
2890          */
2891         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2892                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2893                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2894                         continue;
2895
2896                 /* Throttle based on the first usable node */
2897                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2898                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2899                         goto out;
2900                 break;
2901         }
2902
2903         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2904         if (!pgdat)
2905                 goto out;
2906
2907         /* Account for the throttling */
2908         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2909
2910         /*
2911          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2912          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2913          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2914          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2915          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2916          * second before continuing.
2917          */
2918         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2919                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2920                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2921
2922                 goto check_pending;
2923         }
2924
2925         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2926         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2927                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2928
2929 check_pending:
2930         if (fatal_signal_pending(current))
2931                 return true;
2932
2933 out:
2934         return false;
2935 }
2936
2937 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2938                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2939 {
2940         unsigned long nr_reclaimed;
2941         struct scan_control sc = {
2942                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2943                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2944                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2945                 .order = order,
2946                 .nodemask = nodemask,
2947                 .priority = DEF_PRIORITY,
2948                 .may_writepage = !laptop_mode,
2949                 .may_unmap = 1,
2950                 .may_swap = 1,
2951         };
2952
2953         /*
2954          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2955          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2956          * point.
2957          */
2958         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2959                 return 1;
2960
2961         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2962                                 sc.may_writepage,
2963                                 gfp_mask,
2964                                 sc.reclaim_idx);
2965
2966         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2967
2968         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2969
2970         return nr_reclaimed;
2971 }
2972
2973 #ifdef CONFIG_MEMCG
2974
2975 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2976                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2977                                                 pg_data_t *pgdat,
2978                                                 unsigned long *nr_scanned)
2979 {
2980         struct scan_control sc = {
2981                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2982                 .target_mem_cgroup = memcg,
2983                 .may_writepage = !laptop_mode,
2984                 .may_unmap = 1,
2985                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
2986                 .may_swap = !noswap,
2987         };
2988         unsigned long lru_pages;
2989
2990         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2991                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2992
2993         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2994                                                       sc.may_writepage,
2995                                                       sc.gfp_mask,
2996                                                       sc.reclaim_idx);
2997
2998         /*
2999          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3000          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3001          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3002          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3003          * the priority and make it zero.
3004          */
3005         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3006
3007         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3008
3009         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3010         return sc.nr_reclaimed;
3011 }
3012
3013 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3014                                            unsigned long nr_pages,
3015                                            gfp_t gfp_mask,
3016                                            bool may_swap)
3017 {
3018         struct zonelist *zonelist;
3019         unsigned long nr_reclaimed;
3020         int nid;
3021         struct scan_control sc = {
3022                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3023                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3024                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3025                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3026                 .target_mem_cgroup = memcg,
3027                 .priority = DEF_PRIORITY,
3028                 .may_writepage = !laptop_mode,
3029                 .may_unmap = 1,
3030                 .may_swap = may_swap,
3031         };
3032
3033         /*
3034          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3035          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3036          * scan does not need to be the current node.
3037          */
3038         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3039
3040         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3041
3042         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3043                                             sc.may_writepage,
3044                                             sc.gfp_mask,
3045                                             sc.reclaim_idx);
3046
3047         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3048         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3049         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3050
3051         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3052
3053         return nr_reclaimed;
3054 }
3055 #endif
3056
3057 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3058                                 struct scan_control *sc)
3059 {
3060         struct mem_cgroup *memcg;
3061
3062         if (!total_swap_pages)
3063                 return;
3064
3065         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3066         do {
3067                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3068
3069                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
3070                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3071                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3072
3073                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3074         } while (memcg);
3075 }
3076
3077 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3078 {
3079         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3080
3081         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3082                 return false;
3083
3084         /*
3085          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3086          * to be congested or dirty
3087          */
3088         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3089         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3090
3091         return true;
3092 }
3093
3094 /*
3095  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3096  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3097  *
3098  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3099  */
3100 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3101 {
3102         int i;
3103
3104         /*
3105          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3106          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3107          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3108          * throttled. There is also a potential race if processes get
3109          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3110          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3111          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3112          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3113          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3114          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3115          * that here we are under prepare_to_wait().
3116          */
3117         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3118                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3119
3120         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3121                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3122
3123                 if (!managed_zone(zone))
3124                         continue;
3125
3126                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3127                         return false;
3128         }
3129
3130         return true;
3131 }
3132
3133 /*
3134  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3135  * zone that is currently unbalanced.
3136  *
3137  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3138  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3139  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3140  */
3141 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3142                                struct scan_control *sc)
3143 {
3144         struct zone *zone;
3145         int z;
3146
3147         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3148         sc->nr_to_reclaim = 0;
3149         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3150                 zone = pgdat->node_zones + z;
3151                 if (!managed_zone(zone))
3152                         continue;
3153
3154                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3155         }
3156
3157         /*
3158          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3159          * now pressure is applied based on node LRU order.
3160          */
3161         shrink_node(pgdat, sc);
3162
3163         /*
3164          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3165          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3166          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3167          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3168          * can direct reclaim/compact.
3169          */
3170         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3171                 sc->order = 0;
3172
3173         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3174 }
3175
3176 /*
3177  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3178  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3179  * balanced.
3180  *
3181  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3182  *
3183  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3184  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3185  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3186  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3187  * balanced.
3188  */
3189 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3190 {
3191         int i;
3192         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3193         unsigned long nr_soft_scanned;
3194         struct zone *zone;
3195         struct scan_control sc = {
3196                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3197                 .order = order,
3198                 .priority = DEF_PRIORITY,
3199                 .may_writepage = !laptop_mode,
3200                 .may_unmap = 1,
3201                 .may_swap = 1,
3202         };
3203         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3204
3205         do {
3206                 bool raise_priority = true;
3207
3208                 sc.nr_reclaimed = 0;
3209                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3210
3211                 /*
3212                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3213                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3214                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3215                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3216                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3217                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3218                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3219                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3220                  */
3221                 if (buffer_heads_over_limit) {
3222                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3223                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3224                                 if (!managed_zone(zone))
3225                                         continue;
3226
3227                                 sc.reclaim_idx = i;
3228                                 break;
3229                         }
3230                 }
3231
3232                 /*
3233                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3234                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3235                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3236                  * cleared during a very small window when a small low
3237                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3238                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3239                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3240                  * it.
3241                  */
3242                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3243                         zone = pgdat->node_zones + i;
3244                         if (!managed_zone(zone))
3245                                 continue;
3246
3247                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3248                                 goto out;
3249                 }
3250
3251                 /*
3252                  * Do some background aging of the anon list, to give
3253                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3254                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3255                  * about consistent aging.
3256                  */
3257                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3258
3259                 /*
3260                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3261                  * even in laptop mode.
3262                  */
3263                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3264                         sc.may_writepage = 1;
3265
3266                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3267                 sc.nr_scanned = 0;
3268                 nr_soft_scanned = 0;
3269                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3270                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3271                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3272
3273                 /*
3274                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3275                  * enough pages are already being scanned that that high
3276                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3277                  */
3278                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3279                         raise_priority = false;
3280
3281                 /*
3282                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3283                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3284                  * able to safely make forward progress. Wake them
3285                  */
3286                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3287                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3288                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3289
3290                 /* Check if kswapd should be suspending */
3291                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3292                         break;
3293
3294                 /*
3295                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3296                  * progress in reclaiming pages
3297                  */
3298                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3299                         sc.priority--;
3300         } while (sc.priority >= 1);
3301
3302 out:
3303         /*
3304          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3305          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3306          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3307          * remain at the higher level.
3308          */
3309         return sc.order;
3310 }
3311
3312 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3313                                 unsigned int classzone_idx)
3314 {
3315         long remaining = 0;
3316         DEFINE_WAIT(wait);
3317
3318         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3319                 return;
3320
3321         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3322
3323         /* Try to sleep for a short interval */
3324         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3325                 /*
3326                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3327                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3328                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3329                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3330                  */
3331                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3332
3333                 /*
3334                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3335                  * allocation of the requested order possible.
3336                  */
3337                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3338
3339                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3340
3341                 /*
3342                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3343                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3344                  * the previous request that slept prematurely.
3345                  */
3346                 if (remaining) {
3347                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3348                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3349                 }
3350
3351                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3352                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3353         }
3354
3355         /*
3356          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3357          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3358          */
3359         if (!remaining &&
3360             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3361                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3362
3363                 /*
3364                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3365                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3366                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3367                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3368                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3369                  * them before going back to sleep.
3370                  */
3371                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3372
3373                 if (!kthread_should_stop())
3374                         schedule();
3375
3376                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3377         } else {
3378                 if (remaining)
3379                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3380                 else
3381                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3382         }
3383         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3384 }
3385
3386 /*
3387  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3388  * from the init process.
3389  *
3390  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3391  * free memory available even if there is no other activity
3392  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3393  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3394  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3395  *
3396  * If there are applications that are active memory-allocators
3397  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3398  */
3399 static int kswapd(void *p)
3400 {
3401         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3402         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3403         struct task_struct *tsk = current;
3404
3405         struct reclaim_state reclaim_state = {
3406                 .reclaimed_slab = 0,
3407         };
3408         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3409
3410         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3411
3412         if (!cpumask_empty(cpumask))
3413                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3414         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3415
3416         /*
3417          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3418          * and that if we need more memory we should get access to it
3419          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3420          * never get caught in the normal page freeing logic.
3421          *
3422          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3423          * you need a small amount of memory in order to be able to
3424          * page out something else, and this flag essentially protects
3425          * us from recursively trying to free more memory as we're
3426          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3427          */
3428         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3429         set_freezable();
3430
3431         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3432         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3433         for ( ; ; ) {
3434                 bool ret;
3435
3436 kswapd_try_sleep:
3437                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3438                                         classzone_idx);
3439
3440                 /* Read the new order and classzone_idx */
3441                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3442                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3443                 pgdat->kswapd_order = 0;
3444                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3445
3446                 ret = try_to_freeze();
3447                 if (kthread_should_stop())
3448                         break;
3449
3450                 /*
3451                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3452                  * after returning from the refrigerator
3453                  */
3454                 if (ret)
3455                         continue;
3456
3457                 /*
3458                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3459                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3460                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3461                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3462                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3463                  * request (alloc_order).
3464                  */
3465                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3466                                                 alloc_order);
3467                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3468                 if (reclaim_order < alloc_order)
3469                         goto kswapd_try_sleep;
3470
3471                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3472                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3473         }
3474
3475         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3476         current->reclaim_state = NULL;
3477         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3478
3479         return 0;
3480 }
3481
3482 /*
3483  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3484  */
3485 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3486 {
3487         pg_data_t *pgdat;
3488         int z;
3489
3490         if (!managed_zone(zone))
3491                 return;
3492
3493         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3494                 return;
3495         pgdat = zone->zone_pgdat;
3496         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3497         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3498         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3499                 return;
3500
3501         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3502         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3503                 zone = pgdat->node_zones + z;
3504                 if (!managed_zone(zone))
3505                         continue;
3506
3507                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3508                         return;
3509         }
3510
3511         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3512         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3513 }
3514
3515 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3516 /*
3517  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3518  * freed pages.
3519  *
3520  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3521  * LRU order by reclaiming preferentially
3522  * inactive > active > active referenced > active mapped
3523  */
3524 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3525 {
3526         struct reclaim_state reclaim_state;
3527         struct scan_control sc = {
3528                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3529                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3530                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3531                 .priority = DEF_PRIORITY,
3532                 .may_writepage = 1,
3533                 .may_unmap = 1,
3534                 .may_swap = 1,
3535                 .hibernation_mode = 1,
3536         };
3537         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3538         struct task_struct *p = current;
3539         unsigned long nr_reclaimed;
3540
3541         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3542         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3543         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3544         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3545
3546         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3547
3548         p->reclaim_state = NULL;
3549         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3550         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3551
3552         return nr_reclaimed;
3553 }
3554 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3555
3556 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3557    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3558    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3559    restore their cpu bindings. */
3560 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3561 {
3562         int nid;
3563
3564         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3565                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3566                 const struct cpumask *mask;
3567
3568                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3569
3570                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3571                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3572                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3573         }
3574         return 0;
3575 }
3576
3577 /*
3578  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3579  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3580  */
3581 int kswapd_run(int nid)
3582 {
3583         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3584         int ret = 0;
3585
3586         if (pgdat->kswapd)
3587                 return 0;
3588
3589         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3590         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3591                 /* failure at boot is fatal */
3592                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3593                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3594                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3595                 pgdat->kswapd = NULL;
3596         }
3597         return ret;
3598 }
3599
3600 /*
3601  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3602  * hold mem_hotplug_begin/end().
3603  */
3604 void kswapd_stop(int nid)
3605 {
3606         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3607
3608         if (kswapd) {
3609                 kthread_stop(kswapd);
3610                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3611         }
3612 }
3613
3614 static int __init kswapd_init(void)
3615 {
3616         int nid, ret;
3617
3618         swap_setup();
3619         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3620                 kswapd_run(nid);
3621         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3622                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3623                                         NULL);
3624         WARN_ON(ret < 0);
3625         return 0;
3626 }
3627
3628 module_init(kswapd_init)
3629
3630 #ifdef CONFIG_NUMA
3631 /*
3632  * Node reclaim mode
3633  *
3634  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3635  * the watermarks.
3636  */
3637 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3638
3639 #define RECLAIM_OFF 0
3640 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3641 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3642 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3643
3644 /*
3645  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3646  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3647  * a zone.
3648  */
3649 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3650
3651 /*
3652  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3653  * occur.
3654  */
3655 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3656
3657 /*
3658  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3659  * slab reclaim needs to occur.
3660  */
3661 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3662
3663 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3664 {
3665         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3666         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3667                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3668
3669         /*
3670          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3671          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3672          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3673          */
3674         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3675 }
3676
3677 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3678 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3679 {
3680         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3681         unsigned long delta = 0;
3682
3683         /*
3684          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3685          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3686          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3687          * a better estimate
3688          */
3689         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3690                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3691         else
3692                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3693
3694         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3695         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3696                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3697
3698         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3699         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3700                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3701
3702         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3707  */
3708 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3709 {
3710         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3711         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3712         struct task_struct *p = current;
3713         struct reclaim_state reclaim_state;
3714         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3715         struct scan_control sc = {
3716                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3717                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3718                 .order = order,
3719                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3720                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3721                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3722                 .may_swap = 1,
3723                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3724         };
3725
3726         cond_resched();
3727         /*
3728          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3729          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3730          * and RECLAIM_UNMAP.
3731          */
3732         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3733         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3734         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3735         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3736
3737         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3738                 /*
3739                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3740                  * priorities until we have enough memory freed.
3741                  */
3742                 do {
3743                         shrink_node(pgdat, &sc);
3744                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3745         }
3746
3747         p->reclaim_state = NULL;
3748         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3749         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3750         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3751 }
3752
3753 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3754 {
3755         int ret;
3756
3757         /*
3758          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3759          * slab pages if we are over the defined limits.
3760          *
3761          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3762          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3763          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3764          * if less than a specified percentage of the node is used by
3765          * unmapped file backed pages.
3766          */
3767         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3768             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3769                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3770
3771         if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
3772                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3773
3774         /*
3775          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3776          */
3777         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3778                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3779
3780         /*
3781          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3782          * have associated processors. This will favor the local processor
3783          * over remote processors and spread off node memory allocations
3784          * as wide as possible.
3785          */
3786         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3787                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3788
3789         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3790                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3791
3792         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3793         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3794
3795         if (!ret)
3796                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3797
3798         return ret;
3799 }
3800 #endif
3801
3802 /*
3803  * page_evictable - test whether a page is evictable
3804  * @page: the page to test
3805  *
3806  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3807  * lists vs unevictable list.
3808  *
3809  * Reasons page might not be evictable:
3810  * (1) page's mapping marked unevictable
3811  * (2) page is part of an mlocked VMA
3812  *
3813  */
3814 int page_evictable(struct page *page)
3815 {
3816         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3817 }
3818
3819 #ifdef CONFIG_SHMEM
3820 /**
3821  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3822  * @pages:      array of pages to check
3823  * @nr_pages:   number of pages to check
3824  *
3825  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3826  *
3827  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3828  */
3829 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3830 {
3831         struct lruvec *lruvec;
3832         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3833         int pgscanned = 0;
3834         int pgrescued = 0;
3835         int i;
3836
3837         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3838                 struct page *page = pages[i];
3839                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3840
3841                 pgscanned++;
3842                 if (pagepgdat != pgdat) {
3843                         if (pgdat)
3844                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3845                         pgdat = pagepgdat;
3846                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3847                 }
3848                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3849
3850                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3851                         continue;
3852
3853                 if (page_evictable(page)) {
3854                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3855
3856                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3857                         ClearPageUnevictable(page);
3858                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3859                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3860                         pgrescued++;
3861                 }
3862         }
3863
3864         if (pgdat) {
3865                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3866                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3867                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3868         }
3869 }
3870 #endif /* CONFIG_SHMEM */