]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
Revert "mm: bail out in shrink_inactive_list()"
[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         unsigned int may_writepage:1;
91
92         /* Can mapped pages be reclaimed? */
93         unsigned int may_unmap:1;
94
95         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
96         unsigned int may_swap:1;
97
98         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
99         unsigned int may_thrash:1;
100
101         unsigned int hibernation_mode:1;
102
103         /* One of the zones is ready for compaction */
104         unsigned int compaction_ready:1;
105
106         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
107         unsigned long nr_scanned;
108
109         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
110         unsigned long nr_reclaimed;
111 };
112
113 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
114 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
115         do {                                                            \
116                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
117                         struct page *prev;                              \
118                                                                         \
119                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
120                         prefetch(&prev->_field);                        \
121                 }                                                       \
122         } while (0)
123 #else
124 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
125 #endif
126
127 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
128 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
129         do {                                                            \
130                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
131                         struct page *prev;                              \
132                                                                         \
133                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
134                         prefetchw(&prev->_field);                       \
135                 }                                                       \
136         } while (0)
137 #else
138 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
139 #endif
140
141 /*
142  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
143  */
144 int vm_swappiness = 60;
145 /*
146  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
147  * zones.
148  */
149 unsigned long vm_total_pages;
150
151 static LIST_HEAD(shrinker_list);
152 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
153
154 #ifdef CONFIG_MEMCG
155 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
156 {
157         return !sc->target_mem_cgroup;
158 }
159
160 /**
161  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
162  * @sc: scan_control in question
163  *
164  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
165  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
166  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
167  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
168  * allocation and configurability.
169  *
170  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
171  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
172  */
173 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
174 {
175         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
176
177         if (!memcg)
178                 return true;
179 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
180         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
181                 return true;
182 #endif
183         return false;
184 }
185 #else
186 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
187 {
188         return true;
189 }
190
191 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
192 {
193         return true;
194 }
195 #endif
196
197 /*
198  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
199  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
200  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
201  */
202 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
203 {
204         unsigned long nr;
205
206         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
207                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
208         if (get_nr_swap_pages() > 0)
209                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
210                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
211
212         return nr;
213 }
214
215 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
216 {
217         unsigned long nr;
218
219         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
220              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
221              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
222
223         if (get_nr_swap_pages() > 0)
224                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
225                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
226                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
227
228         return nr;
229 }
230
231 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
234                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
235 }
236
237 /**
238  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
239  * @lruvec: lru vector
240  * @lru: lru to use
241  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
242  */
243 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
244 {
245         unsigned long lru_size;
246         int zid;
247
248         if (!mem_cgroup_disabled())
249                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
250         else
251                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
252
253         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
254                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
255                 unsigned long size;
256
257                 if (!managed_zone(zone))
258                         continue;
259
260                 if (!mem_cgroup_disabled())
261                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
262                 else
263                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
264                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
265                 lru_size -= min(size, lru_size);
266         }
267
268         return lru_size;
269
270 }
271
272 /*
273  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
274  */
275 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
276 {
277         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
278
279         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
280                 size *= nr_node_ids;
281
282         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
283         if (!shrinker->nr_deferred)
284                 return -ENOMEM;
285
286         down_write(&shrinker_rwsem);
287         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
288         up_write(&shrinker_rwsem);
289         return 0;
290 }
291 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
292
293 /*
294  * Remove one
295  */
296 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
297 {
298         down_write(&shrinker_rwsem);
299         list_del(&shrinker->list);
300         up_write(&shrinker_rwsem);
301         kfree(shrinker->nr_deferred);
302 }
303 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
304
305 #define SHRINK_BATCH 128
306
307 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
308                                     struct shrinker *shrinker,
309                                     unsigned long nr_scanned,
310                                     unsigned long nr_eligible)
311 {
312         unsigned long freed = 0;
313         unsigned long long delta;
314         long total_scan;
315         long freeable;
316         long nr;
317         long new_nr;
318         int nid = shrinkctl->nid;
319         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
320                                           : SHRINK_BATCH;
321         long scanned = 0, next_deferred;
322
323         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
324         if (freeable == 0)
325                 return 0;
326
327         /*
328          * copy the current shrinker scan count into a local variable
329          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
330          * don't also do this scanning work.
331          */
332         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
333
334         total_scan = nr;
335         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
336         delta *= freeable;
337         do_div(delta, nr_eligible + 1);
338         total_scan += delta;
339         if (total_scan < 0) {
340                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
341                        shrinker->scan_objects, total_scan);
342                 total_scan = freeable;
343                 next_deferred = nr;
344         } else
345                 next_deferred = total_scan;
346
347         /*
348          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
349          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
350          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
351          * nr being built up so when a shrink that can do some work
352          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
353          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
354          * memory.
355          *
356          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
357          * a large delta change is calculated directly.
358          */
359         if (delta < freeable / 4)
360                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
361
362         /*
363          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
364          * never try to free more than twice the estimate number of
365          * freeable entries.
366          */
367         if (total_scan > freeable * 2)
368                 total_scan = freeable * 2;
369
370         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
371                                    nr_scanned, nr_eligible,
372                                    freeable, delta, total_scan);
373
374         /*
375          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
376          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
377          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
378          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
379          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
380          * objects spread over several slabs with usage less than the
381          * batch_size.
382          *
383          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
384          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
385          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
386          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
387          * possible.
388          */
389         while (total_scan >= batch_size ||
390                total_scan >= freeable) {
391                 unsigned long ret;
392                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
393
394                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
395                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
396                 if (ret == SHRINK_STOP)
397                         break;
398                 freed += ret;
399
400                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
401                 total_scan -= nr_to_scan;
402                 scanned += nr_to_scan;
403
404                 cond_resched();
405         }
406
407         if (next_deferred >= scanned)
408                 next_deferred -= scanned;
409         else
410                 next_deferred = 0;
411         /*
412          * move the unused scan count back into the shrinker in a
413          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
414          * scan, there is no need to do an update.
415          */
416         if (next_deferred > 0)
417                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
418                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
419         else
420                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
421
422         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
423         return freed;
424 }
425
426 /**
427  * shrink_slab - shrink slab caches
428  * @gfp_mask: allocation context
429  * @nid: node whose slab caches to target
430  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
431  * @nr_scanned: pressure numerator
432  * @nr_eligible: pressure denominator
433  *
434  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
435  *
436  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
437  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
438  *
439  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
440  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
441  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
442  * shrinkers are called.
443  *
444  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
445  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
446  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
447  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
448  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
449  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
450  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
451  *
452  * Returns the number of reclaimed slab objects.
453  */
454 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
455                                  struct mem_cgroup *memcg,
456                                  unsigned long nr_scanned,
457                                  unsigned long nr_eligible)
458 {
459         struct shrinker *shrinker;
460         unsigned long freed = 0;
461
462         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
463                 return 0;
464
465         if (nr_scanned == 0)
466                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
467
468         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
469                 /*
470                  * If we would return 0, our callers would understand that we
471                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
472                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
473                  * time.
474                  */
475                 freed = 1;
476                 goto out;
477         }
478
479         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
480                 struct shrink_control sc = {
481                         .gfp_mask = gfp_mask,
482                         .nid = nid,
483                         .memcg = memcg,
484                 };
485
486                 /*
487                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
488                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
489                  * passing NULL for memcg.
490                  */
491                 if (memcg_kmem_enabled() &&
492                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
493                         continue;
494
495                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
496                         sc.nid = 0;
497
498                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
499         }
500
501         up_read(&shrinker_rwsem);
502 out:
503         cond_resched();
504         return freed;
505 }
506
507 void drop_slab_node(int nid)
508 {
509         unsigned long freed;
510
511         do {
512                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
513
514                 freed = 0;
515                 do {
516                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
517                                              1000, 1000);
518                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
519         } while (freed > 10);
520 }
521
522 void drop_slab(void)
523 {
524         int nid;
525
526         for_each_online_node(nid)
527                 drop_slab_node(nid);
528 }
529
530 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
531 {
532         /*
533          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
534          * that isolated the page, the page cache radix tree and
535          * optional buffer heads at page->private.
536          */
537         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
538 }
539
540 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
541 {
542         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
543                 return 1;
544         if (!inode_write_congested(inode))
545                 return 1;
546         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
547                 return 1;
548         return 0;
549 }
550
551 /*
552  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
553  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
554  * fsync(), msync() or close().
555  *
556  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
557  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
558  * that page is locked, the mapping is pinned.
559  *
560  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
561  * __GFP_FS.
562  */
563 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
564                                 struct page *page, int error)
565 {
566         lock_page(page);
567         if (page_mapping(page) == mapping)
568                 mapping_set_error(mapping, error);
569         unlock_page(page);
570 }
571
572 /* possible outcome of pageout() */
573 typedef enum {
574         /* failed to write page out, page is locked */
575         PAGE_KEEP,
576         /* move page to the active list, page is locked */
577         PAGE_ACTIVATE,
578         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
579         PAGE_SUCCESS,
580         /* page is clean and locked */
581         PAGE_CLEAN,
582 } pageout_t;
583
584 /*
585  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
586  * Calls ->writepage().
587  */
588 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
589                          struct scan_control *sc)
590 {
591         /*
592          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
593          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
594          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
595          * stalls if we need to run get_block().  We could test
596          * PagePrivate for that.
597          *
598          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
599          * this page's queue, we can perform writeback even if that
600          * will block.
601          *
602          * If the page is swapcache, write it back even if that would
603          * block, for some throttling. This happens by accident, because
604          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
605          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
606          */
607         if (!is_page_cache_freeable(page))
608                 return PAGE_KEEP;
609         if (!mapping) {
610                 /*
611                  * Some data journaling orphaned pages can have
612                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
613                  */
614                 if (page_has_private(page)) {
615                         if (try_to_free_buffers(page)) {
616                                 ClearPageDirty(page);
617                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
618                                 return PAGE_CLEAN;
619                         }
620                 }
621                 return PAGE_KEEP;
622         }
623         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
624                 return PAGE_ACTIVATE;
625         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
626                 return PAGE_KEEP;
627
628         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
629                 int res;
630                 struct writeback_control wbc = {
631                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
632                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
633                         .range_start = 0,
634                         .range_end = LLONG_MAX,
635                         .for_reclaim = 1,
636                 };
637
638                 SetPageReclaim(page);
639                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
640                 if (res < 0)
641                         handle_write_error(mapping, page, res);
642                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
643                         ClearPageReclaim(page);
644                         return PAGE_ACTIVATE;
645                 }
646
647                 if (!PageWriteback(page)) {
648                         /* synchronous write or broken a_ops? */
649                         ClearPageReclaim(page);
650                 }
651                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
652                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
653                 return PAGE_SUCCESS;
654         }
655
656         return PAGE_CLEAN;
657 }
658
659 /*
660  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
661  * gets returned with a refcount of 0.
662  */
663 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
664                             bool reclaimed)
665 {
666         unsigned long flags;
667
668         BUG_ON(!PageLocked(page));
669         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
670
671         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
672         /*
673          * The non racy check for a busy page.
674          *
675          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
676          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
677          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
678          * here, then the following race may occur:
679          *
680          * get_user_pages(&page);
681          * [user mapping goes away]
682          * write_to(page);
683          *                              !PageDirty(page)    [good]
684          * SetPageDirty(page);
685          * put_page(page);
686          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
687          *
688          * [oops, our write_to data is lost]
689          *
690          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
691          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
692          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
693          *
694          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
695          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
696          */
697         if (!page_ref_freeze(page, 2))
698                 goto cannot_free;
699         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
700         if (unlikely(PageDirty(page))) {
701                 page_ref_unfreeze(page, 2);
702                 goto cannot_free;
703         }
704
705         if (PageSwapCache(page)) {
706                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
707                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
708                 __delete_from_swap_cache(page);
709                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
710                 swapcache_free(swap);
711         } else {
712                 void (*freepage)(struct page *);
713                 void *shadow = NULL;
714
715                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
716                 /*
717                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
718                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
719                  *
720                  * But don't store shadows in an address space that is
721                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
722                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
723                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
724                  * back.
725                  *
726                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
727                  * only page cache pages found in these are zero pages
728                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
729                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
730                  * same page_tree.
731                  */
732                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
733                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
734                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
735                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
736                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
737
738                 if (freepage != NULL)
739                         freepage(page);
740         }
741
742         return 1;
743
744 cannot_free:
745         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
746         return 0;
747 }
748
749 /*
750  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
751  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
752  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
753  * this page.
754  */
755 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
756 {
757         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
758                 /*
759                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
760                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
761                  * atomic operation.
762                  */
763                 page_ref_unfreeze(page, 1);
764                 return 1;
765         }
766         return 0;
767 }
768
769 /**
770  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
771  * @page: page to be put back to appropriate lru list
772  *
773  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
774  * Page may still be unevictable for other reasons.
775  *
776  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
777  */
778 void putback_lru_page(struct page *page)
779 {
780         bool is_unevictable;
781         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
782
783         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
784
785 redo:
786         ClearPageUnevictable(page);
787
788         if (page_evictable(page)) {
789                 /*
790                  * For evictable pages, we can use the cache.
791                  * In event of a race, worst case is we end up with an
792                  * unevictable page on [in]active list.
793                  * We know how to handle that.
794                  */
795                 is_unevictable = false;
796                 lru_cache_add(page);
797         } else {
798                 /*
799                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
800                  * list.
801                  */
802                 is_unevictable = true;
803                 add_page_to_unevictable_list(page);
804                 /*
805                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
806                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
807                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
808                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
809                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
810                  * the page back to the evictable list.
811                  *
812                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
813                  */
814                 smp_mb();
815         }
816
817         /*
818          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
819          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
820          * check after we added it to the list, again.
821          */
822         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
823                 if (!isolate_lru_page(page)) {
824                         put_page(page);
825                         goto redo;
826                 }
827                 /* This means someone else dropped this page from LRU
828                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
829                  * nothing to do here.
830                  */
831         }
832
833         if (was_unevictable && !is_unevictable)
834                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
835         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
836                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
837
838         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
839 }
840
841 enum page_references {
842         PAGEREF_RECLAIM,
843         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
844         PAGEREF_KEEP,
845         PAGEREF_ACTIVATE,
846 };
847
848 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
849                                                   struct scan_control *sc)
850 {
851         int referenced_ptes, referenced_page;
852         unsigned long vm_flags;
853
854         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
855                                           &vm_flags);
856         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
857
858         /*
859          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
860          * move the page to the unevictable list.
861          */
862         if (vm_flags & VM_LOCKED)
863                 return PAGEREF_RECLAIM;
864
865         if (referenced_ptes) {
866                 if (PageSwapBacked(page))
867                         return PAGEREF_ACTIVATE;
868                 /*
869                  * All mapped pages start out with page table
870                  * references from the instantiating fault, so we need
871                  * to look twice if a mapped file page is used more
872                  * than once.
873                  *
874                  * Mark it and spare it for another trip around the
875                  * inactive list.  Another page table reference will
876                  * lead to its activation.
877                  *
878                  * Note: the mark is set for activated pages as well
879                  * so that recently deactivated but used pages are
880                  * quickly recovered.
881                  */
882                 SetPageReferenced(page);
883
884                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
885                         return PAGEREF_ACTIVATE;
886
887                 /*
888                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
889                  */
890                 if (vm_flags & VM_EXEC)
891                         return PAGEREF_ACTIVATE;
892
893                 return PAGEREF_KEEP;
894         }
895
896         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
897         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
898                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
899
900         return PAGEREF_RECLAIM;
901 }
902
903 /* Check if a page is dirty or under writeback */
904 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
905                                        bool *dirty, bool *writeback)
906 {
907         struct address_space *mapping;
908
909         /*
910          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
911          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
912          */
913         if (!page_is_file_cache(page)) {
914                 *dirty = false;
915                 *writeback = false;
916                 return;
917         }
918
919         /* By default assume that the page flags are accurate */
920         *dirty = PageDirty(page);
921         *writeback = PageWriteback(page);
922
923         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
924         if (!page_has_private(page))
925                 return;
926
927         mapping = page_mapping(page);
928         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
929                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
930 }
931
932 struct reclaim_stat {
933         unsigned nr_dirty;
934         unsigned nr_unqueued_dirty;
935         unsigned nr_congested;
936         unsigned nr_writeback;
937         unsigned nr_immediate;
938         unsigned nr_activate;
939         unsigned nr_ref_keep;
940         unsigned nr_unmap_fail;
941 };
942
943 /*
944  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
945  */
946 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
947                                       struct pglist_data *pgdat,
948                                       struct scan_control *sc,
949                                       enum ttu_flags ttu_flags,
950                                       struct reclaim_stat *stat,
951                                       bool force_reclaim)
952 {
953         LIST_HEAD(ret_pages);
954         LIST_HEAD(free_pages);
955         int pgactivate = 0;
956         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
957         unsigned nr_dirty = 0;
958         unsigned nr_congested = 0;
959         unsigned nr_reclaimed = 0;
960         unsigned nr_writeback = 0;
961         unsigned nr_immediate = 0;
962         unsigned nr_ref_keep = 0;
963         unsigned nr_unmap_fail = 0;
964
965         cond_resched();
966
967         while (!list_empty(page_list)) {
968                 struct address_space *mapping;
969                 struct page *page;
970                 int may_enter_fs;
971                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
972                 bool dirty, writeback;
973                 bool lazyfree = false;
974                 int ret = SWAP_SUCCESS;
975
976                 cond_resched();
977
978                 page = lru_to_page(page_list);
979                 list_del(&page->lru);
980
981                 if (!trylock_page(page))
982                         goto keep;
983
984                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
985
986                 sc->nr_scanned++;
987
988                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
989                         goto cull_mlocked;
990
991                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
992                         goto keep_locked;
993
994                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
995                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
996                         sc->nr_scanned++;
997
998                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
999                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
1000
1001                 /*
1002                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
1003                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1004                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1005                  * is all dirty unqueued pages.
1006                  */
1007                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1008                 if (dirty || writeback)
1009                         nr_dirty++;
1010
1011                 if (dirty && !writeback)
1012                         nr_unqueued_dirty++;
1013
1014                 /*
1015                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1016                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1017                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1018                  * end of the LRU a second time.
1019                  */
1020                 mapping = page_mapping(page);
1021                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1022                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1023                     (writeback && PageReclaim(page)))
1024                         nr_congested++;
1025
1026                 /*
1027                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1028                  * are three cases to consider.
1029                  *
1030                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1031                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1032                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1033                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1034                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1035                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1036                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1037                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1038                  *    caller can stall after page list has been processed.
1039                  *
1040                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1041                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1042                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1043                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1044                  *    reclaim and continue scanning.
1045                  *
1046                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1047                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1048                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1049                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1050                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1051                  *    would probably show more reasons.
1052                  *
1053                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1054                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1055                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1056                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1057                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1058                  */
1059                 if (PageWriteback(page)) {
1060                         /* Case 1 above */
1061                         if (current_is_kswapd() &&
1062                             PageReclaim(page) &&
1063                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1064                                 nr_immediate++;
1065                                 goto keep_locked;
1066
1067                         /* Case 2 above */
1068                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1069                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1070                                 /*
1071                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1072                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1073                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1074                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1075                                  * enough to care.  What we do want is for this
1076                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1077                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1078                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1079                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1080                                  */
1081                                 SetPageReclaim(page);
1082                                 nr_writeback++;
1083                                 goto keep_locked;
1084
1085                         /* Case 3 above */
1086                         } else {
1087                                 unlock_page(page);
1088                                 wait_on_page_writeback(page);
1089                                 /* then go back and try same page again */
1090                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1091                                 continue;
1092                         }
1093                 }
1094
1095                 if (!force_reclaim)
1096                         references = page_check_references(page, sc);
1097
1098                 switch (references) {
1099                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1100                         goto activate_locked;
1101                 case PAGEREF_KEEP:
1102                         nr_ref_keep++;
1103                         goto keep_locked;
1104                 case PAGEREF_RECLAIM:
1105                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1106                         ; /* try to reclaim the page below */
1107                 }
1108
1109                 /*
1110                  * Anonymous process memory has backing store?
1111                  * Try to allocate it some swap space here.
1112                  */
1113                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1114                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1115                                 goto keep_locked;
1116                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1117                                 goto activate_locked;
1118                         lazyfree = true;
1119                         may_enter_fs = 1;
1120
1121                         /* Adding to swap updated mapping */
1122                         mapping = page_mapping(page);
1123                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1124                         /* Split file THP */
1125                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1126                                 goto keep_locked;
1127                 }
1128
1129                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1130
1131                 /*
1132                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1133                  * processes. Try to unmap it here.
1134                  */
1135                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1136                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1137                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1138                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1139                         case SWAP_FAIL:
1140                                 nr_unmap_fail++;
1141                                 goto activate_locked;
1142                         case SWAP_AGAIN:
1143                                 goto keep_locked;
1144                         case SWAP_MLOCK:
1145                                 goto cull_mlocked;
1146                         case SWAP_LZFREE:
1147                                 goto lazyfree;
1148                         case SWAP_SUCCESS:
1149                                 ; /* try to free the page below */
1150                         }
1151                 }
1152
1153                 if (PageDirty(page)) {
1154                         /*
1155                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1156                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1157                          * if many dirty pages have been encountered.
1158                          */
1159                         if (page_is_file_cache(page) &&
1160                                         (!current_is_kswapd() ||
1161                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1162                                 /*
1163                                  * Immediately reclaim when written back.
1164                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1165                                  * except we already have the page isolated
1166                                  * and know it's dirty
1167                                  */
1168                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1169                                 SetPageReclaim(page);
1170
1171                                 goto keep_locked;
1172                         }
1173
1174                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1175                                 goto keep_locked;
1176                         if (!may_enter_fs)
1177                                 goto keep_locked;
1178                         if (!sc->may_writepage)
1179                                 goto keep_locked;
1180
1181                         /*
1182                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1183                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1184                          * starts and then write it out here.
1185                          */
1186                         try_to_unmap_flush_dirty();
1187                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1188                         case PAGE_KEEP:
1189                                 goto keep_locked;
1190                         case PAGE_ACTIVATE:
1191                                 goto activate_locked;
1192                         case PAGE_SUCCESS:
1193                                 if (PageWriteback(page))
1194                                         goto keep;
1195                                 if (PageDirty(page))
1196                                         goto keep;
1197
1198                                 /*
1199                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1200                                  * ahead and try to reclaim the page.
1201                                  */
1202                                 if (!trylock_page(page))
1203                                         goto keep;
1204                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1205                                         goto keep_locked;
1206                                 mapping = page_mapping(page);
1207                         case PAGE_CLEAN:
1208                                 ; /* try to free the page below */
1209                         }
1210                 }
1211
1212                 /*
1213                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1214                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1215                  * the page as well.
1216                  *
1217                  * We do this even if the page is PageDirty().
1218                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1219                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1220                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1221                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1222                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1223                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1224                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1225                  *
1226                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1227                  * the pages which were not successfully invalidated in
1228                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1229                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1230                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1231                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1232                  */
1233                 if (page_has_private(page)) {
1234                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1235                                 goto activate_locked;
1236                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1237                                 unlock_page(page);
1238                                 if (put_page_testzero(page))
1239                                         goto free_it;
1240                                 else {
1241                                         /*
1242                                          * rare race with speculative reference.
1243                                          * the speculative reference will free
1244                                          * this page shortly, so we may
1245                                          * increment nr_reclaimed here (and
1246                                          * leave it off the LRU).
1247                                          */
1248                                         nr_reclaimed++;
1249                                         continue;
1250                                 }
1251                         }
1252                 }
1253
1254 lazyfree:
1255                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1256                         goto keep_locked;
1257
1258                 /*
1259                  * At this point, we have no other references and there is
1260                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1261                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1262                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1263                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1264                  */
1265                 __ClearPageLocked(page);
1266 free_it:
1267                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1268                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1269
1270                 nr_reclaimed++;
1271
1272                 /*
1273                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1274                  * appear not as the counts should be low
1275                  */
1276                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1277                 continue;
1278
1279 cull_mlocked:
1280                 if (PageSwapCache(page))
1281                         try_to_free_swap(page);
1282                 unlock_page(page);
1283                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1284                 continue;
1285
1286 activate_locked:
1287                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1288                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1289                         try_to_free_swap(page);
1290                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1291                 SetPageActive(page);
1292                 pgactivate++;
1293 keep_locked:
1294                 unlock_page(page);
1295 keep:
1296                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1297                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1298         }
1299
1300         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1301         try_to_unmap_flush();
1302         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1303
1304         list_splice(&ret_pages, page_list);
1305         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1306
1307         if (stat) {
1308                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1309                 stat->nr_congested = nr_congested;
1310                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1311                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1312                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1313                 stat->nr_activate = pgactivate;
1314                 stat->nr_ref_keep = nr_ref_keep;
1315                 stat->nr_unmap_fail = nr_unmap_fail;
1316         }
1317         return nr_reclaimed;
1318 }
1319
1320 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1321                                             struct list_head *page_list)
1322 {
1323         struct scan_control sc = {
1324                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1325                 .priority = DEF_PRIORITY,
1326                 .may_unmap = 1,
1327         };
1328         unsigned long ret;
1329         struct page *page, *next;
1330         LIST_HEAD(clean_pages);
1331
1332         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1333                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1334                     !__PageMovable(page)) {
1335                         ClearPageActive(page);
1336                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1337                 }
1338         }
1339
1340         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1341                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1342         list_splice(&clean_pages, page_list);
1343         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1344         return ret;
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1349  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1350  * freed elsewhere are also ignored.
1351  *
1352  * page:        page to consider
1353  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1354  *
1355  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1356  */
1357 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1358 {
1359         int ret = -EINVAL;
1360
1361         /* Only take pages on the LRU. */
1362         if (!PageLRU(page))
1363                 return ret;
1364
1365         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1366         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1367                 return ret;
1368
1369         ret = -EBUSY;
1370
1371         /*
1372          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1373          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1374          * blocking - clean pages for the most part.
1375          *
1376          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1377          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1378          *
1379          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1380          * that it is possible to migrate without blocking
1381          */
1382         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1383                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1384                 if (PageWriteback(page))
1385                         return ret;
1386
1387                 if (PageDirty(page)) {
1388                         struct address_space *mapping;
1389
1390                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1391                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1392                                 return ret;
1393
1394                         /*
1395                          * Only pages without mappings or that have a
1396                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1397                          * without blocking
1398                          */
1399                         mapping = page_mapping(page);
1400                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1401                                 return ret;
1402                 }
1403         }
1404
1405         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1406                 return ret;
1407
1408         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1409                 /*
1410                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1411                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1412                  * page release code relies on it.
1413                  */
1414                 ClearPageLRU(page);
1415                 ret = 0;
1416         }
1417
1418         return ret;
1419 }
1420
1421
1422 /*
1423  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1424  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1425  */
1426 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1427                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1428 {
1429         int zid;
1430
1431         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1432                 if (!nr_zone_taken[zid])
1433                         continue;
1434
1435                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1436 #ifdef CONFIG_MEMCG
1437                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1438 #endif
1439         }
1440
1441 }
1442
1443 /*
1444  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1445  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1446  * and working on them outside the LRU lock.
1447  *
1448  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1449  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1450  *
1451  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1452  *
1453  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1454  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1455  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1456  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1457  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1458  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1459  * @lru:        LRU list id for isolating
1460  *
1461  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1462  */
1463 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1464                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1465                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1466                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1467 {
1468         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1469         unsigned long nr_taken = 0;
1470         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1471         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1472         unsigned long skipped = 0, total_skipped = 0;
1473         unsigned long scan, nr_pages;
1474         LIST_HEAD(pages_skipped);
1475
1476         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1477                                         !list_empty(src);) {
1478                 struct page *page;
1479
1480                 page = lru_to_page(src);
1481                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1482
1483                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1484
1485                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1486                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1487                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1488                         continue;
1489                 }
1490
1491                 /*
1492                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1493                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1494                  */
1495                 scan++;
1496
1497                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1498                 case 0:
1499                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1500                         nr_taken += nr_pages;
1501                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1502                         list_move(&page->lru, dst);
1503                         break;
1504
1505                 case -EBUSY:
1506                         /* else it is being freed elsewhere */
1507                         list_move(&page->lru, src);
1508                         continue;
1509
1510                 default:
1511                         BUG();
1512                 }
1513         }
1514
1515         /*
1516          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1517          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1518          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1519          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1520          * system at risk of premature OOM.
1521          */
1522         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1523                 int zid;
1524
1525                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1526                         if (!nr_skipped[zid])
1527                                 continue;
1528
1529                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1530                         skipped += nr_skipped[zid];
1531                 }
1532
1533                 /*
1534                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1535                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1536                  * skipped pages as a full scan.
1537                  */
1538                 total_skipped = list_empty(src) ? skipped : skipped >> 2;
1539
1540                 list_splice(&pages_skipped, src);
1541         }
1542         *nr_scanned = scan + total_skipped;
1543         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1544                                     scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1545         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1546         return nr_taken;
1547 }
1548
1549 /**
1550  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1551  * @page: page to isolate from its LRU list
1552  *
1553  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1554  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1555  *
1556  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1557  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1558  *
1559  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1560  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1561  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1562  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1563  *
1564  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1565  * found will be decremented.
1566  *
1567  * Restrictions:
1568  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1569  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1570  *     without a stable reference).
1571  * (2) the lru_lock must not be held.
1572  * (3) interrupts must be enabled.
1573  */
1574 int isolate_lru_page(struct page *page)
1575 {
1576         int ret = -EBUSY;
1577
1578         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1579         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1580
1581         if (PageLRU(page)) {
1582                 struct zone *zone = page_zone(page);
1583                 struct lruvec *lruvec;
1584
1585                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1586                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1587                 if (PageLRU(page)) {
1588                         int lru = page_lru(page);
1589                         get_page(page);
1590                         ClearPageLRU(page);
1591                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1592                         ret = 0;
1593                 }
1594                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1595         }
1596         return ret;
1597 }
1598
1599 /*
1600  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1601  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1602  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1603  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1604  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1605  */
1606 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1607                 struct scan_control *sc)
1608 {
1609         unsigned long inactive, isolated;
1610
1611         if (current_is_kswapd())
1612                 return 0;
1613
1614         if (!sane_reclaim(sc))
1615                 return 0;
1616
1617         if (file) {
1618                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1619                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1620         } else {
1621                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1622                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1623         }
1624
1625         /*
1626          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1627          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1628          * deadlock.
1629          */
1630         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1631                 inactive >>= 3;
1632
1633         return isolated > inactive;
1634 }
1635
1636 static noinline_for_stack void
1637 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1638 {
1639         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1640         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1641         LIST_HEAD(pages_to_free);
1642
1643         /*
1644          * Put back any unfreeable pages.
1645          */
1646         while (!list_empty(page_list)) {
1647                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1648                 int lru;
1649
1650                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1651                 list_del(&page->lru);
1652                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1653                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1654                         putback_lru_page(page);
1655                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1656                         continue;
1657                 }
1658
1659                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1660
1661                 SetPageLRU(page);
1662                 lru = page_lru(page);
1663                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1664
1665                 if (is_active_lru(lru)) {
1666                         int file = is_file_lru(lru);
1667                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1668                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1669                 }
1670                 if (put_page_testzero(page)) {
1671                         __ClearPageLRU(page);
1672                         __ClearPageActive(page);
1673                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1674
1675                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1676                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1677                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1678                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1679                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1680                         } else
1681                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1682                 }
1683         }
1684
1685         /*
1686          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1687          */
1688         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1689 }
1690
1691 /*
1692  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1693  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1694  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1695  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1696  */
1697 static int current_may_throttle(void)
1698 {
1699         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1700                 current->backing_dev_info == NULL ||
1701                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1702 }
1703
1704 /*
1705  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1706  * of reclaimed pages
1707  */
1708 static noinline_for_stack unsigned long
1709 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1710                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1711 {
1712         LIST_HEAD(page_list);
1713         unsigned long nr_scanned;
1714         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1715         unsigned long nr_taken;
1716         struct reclaim_stat stat = {};
1717         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1718         int file = is_file_lru(lru);
1719         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1720         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1721
1722         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1723                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1724
1725                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1726                 if (fatal_signal_pending(current))
1727                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1728         }
1729
1730         lru_add_drain();
1731
1732         if (!sc->may_unmap)
1733                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1734         if (!sc->may_writepage)
1735                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1736
1737         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1738
1739         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1740                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1741
1742         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1743         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1744
1745         if (global_reclaim(sc)) {
1746                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1747                 if (current_is_kswapd())
1748                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1749                 else
1750                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1751         }
1752         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1753
1754         if (nr_taken == 0)
1755                 return 0;
1756
1757         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1758                                 &stat, false);
1759
1760         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1761
1762         if (global_reclaim(sc)) {
1763                 if (current_is_kswapd())
1764                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1765                 else
1766                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1767         }
1768
1769         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1770
1771         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1772
1773         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1774
1775         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1776         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1777
1778         /*
1779          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1780          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1781          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1782          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1783          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1784          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1785          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1786          * same way balance_dirty_pages() manages.
1787          *
1788          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1789          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1790          * are encountered in the nr_immediate check below.
1791          */
1792         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1793                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1794
1795         /*
1796          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1797          * stalling here.
1798          */
1799         if (sane_reclaim(sc)) {
1800                 /*
1801                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1802                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1803                  */
1804                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1805                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1806
1807                 /*
1808                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1809                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1810                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1811                  * reclaim context.
1812                  */
1813                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1814                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1815
1816                 /*
1817                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1818                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1819                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1820                  * they are written so also forcibly stall.
1821                  */
1822                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1823                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1824         }
1825
1826         /*
1827          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1828          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1829          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1830          */
1831         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1832             current_may_throttle())
1833                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1834
1835         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1836                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1837                         stat.nr_dirty,  stat.nr_writeback,
1838                         stat.nr_congested, stat.nr_immediate,
1839                         stat.nr_activate, stat.nr_ref_keep,
1840                         stat.nr_unmap_fail,
1841                         sc->priority, file);
1842         return nr_reclaimed;
1843 }
1844
1845 /*
1846  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1847  *
1848  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1849  * processes, from rmap.
1850  *
1851  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1852  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1853  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1854  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1855  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1856  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1857  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1858  *
1859  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1860  * But we had to alter page->flags anyway.
1861  *
1862  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1863  */
1864
1865 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1866                                      struct list_head *list,
1867                                      struct list_head *pages_to_free,
1868                                      enum lru_list lru)
1869 {
1870         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1871         struct page *page;
1872         int nr_pages;
1873         int nr_moved = 0;
1874
1875         while (!list_empty(list)) {
1876                 page = lru_to_page(list);
1877                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1878
1879                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1880                 SetPageLRU(page);
1881
1882                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1883                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1884                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1885
1886                 if (put_page_testzero(page)) {
1887                         __ClearPageLRU(page);
1888                         __ClearPageActive(page);
1889                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1890
1891                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1892                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1893                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1894                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1895                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1896                         } else
1897                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1898                 } else {
1899                         nr_moved += nr_pages;
1900                 }
1901         }
1902
1903         if (!is_active_lru(lru))
1904                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_moved);
1905
1906         return nr_moved;
1907 }
1908
1909 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1910                                struct lruvec *lruvec,
1911                                struct scan_control *sc,
1912                                enum lru_list lru)
1913 {
1914         unsigned long nr_taken;
1915         unsigned long nr_scanned;
1916         unsigned long vm_flags;
1917         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1918         LIST_HEAD(l_active);
1919         LIST_HEAD(l_inactive);
1920         struct page *page;
1921         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1922         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1923         unsigned nr_rotated = 0;
1924         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1925         int file = is_file_lru(lru);
1926         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1927
1928         lru_add_drain();
1929
1930         if (!sc->may_unmap)
1931                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1932         if (!sc->may_writepage)
1933                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1934
1935         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1936
1937         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1938                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1939
1940         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1941         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1942
1943         if (global_reclaim(sc))
1944                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1945         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1946
1947         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1948
1949         while (!list_empty(&l_hold)) {
1950                 cond_resched();
1951                 page = lru_to_page(&l_hold);
1952                 list_del(&page->lru);
1953
1954                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1955                         putback_lru_page(page);
1956                         continue;
1957                 }
1958
1959                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1960                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1961                                 if (page_has_private(page))
1962                                         try_to_release_page(page, 0);
1963                                 unlock_page(page);
1964                         }
1965                 }
1966
1967                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1968                                     &vm_flags)) {
1969                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1970                         /*
1971                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1972                          * give them one more trip around the active list. So
1973                          * that executable code get better chances to stay in
1974                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1975                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1976                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1977                          * so we ignore them here.
1978                          */
1979                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1980                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1981                                 continue;
1982                         }
1983                 }
1984
1985                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1986                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1987         }
1988
1989         /*
1990          * Move pages back to the lru list.
1991          */
1992         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1993         /*
1994          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1995          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1996          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1997          * get_scan_count.
1998          */
1999         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2000
2001         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2002         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2003         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2004         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2005
2006         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2007         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2008         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2009                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2010 }
2011
2012 /*
2013  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2014  * to do too much work.
2015  *
2016  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2017  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2018  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2019  *
2020  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2021  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2022  *
2023  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2024  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2025  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2026  *
2027  * total     target    max
2028  * memory    ratio     inactive
2029  * -------------------------------------
2030  *   10MB       1         5MB
2031  *  100MB       1        50MB
2032  *    1GB       3       250MB
2033  *   10GB      10       0.9GB
2034  *  100GB      31         3GB
2035  *    1TB     101        10GB
2036  *   10TB     320        32GB
2037  */
2038 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2039                                                 struct scan_control *sc, bool trace)
2040 {
2041         unsigned long inactive_ratio;
2042         unsigned long inactive, active;
2043         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2044         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2045         unsigned long gb;
2046
2047         /*
2048          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2049          * is pointless.
2050          */
2051         if (!file && !total_swap_pages)
2052                 return false;
2053
2054         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2055         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2056
2057         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2058         if (gb)
2059                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2060         else
2061                 inactive_ratio = 1;
2062
2063         if (trace)
2064                 trace_mm_vmscan_inactive_list_is_low(lruvec_pgdat(lruvec)->node_id,
2065                                 sc->reclaim_idx,
2066                                 lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, MAX_NR_ZONES), inactive,
2067                                 lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, MAX_NR_ZONES), active,
2068                                 inactive_ratio, file);
2069
2070         return inactive * inactive_ratio < active;
2071 }
2072
2073 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2074                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2075 {
2076         if (is_active_lru(lru)) {
2077                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc, true))
2078                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2079                 return 0;
2080         }
2081
2082         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2083 }
2084
2085 enum scan_balance {
2086         SCAN_EQUAL,
2087         SCAN_FRACT,
2088         SCAN_ANON,
2089         SCAN_FILE,
2090 };
2091
2092 /*
2093  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2094  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2095  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2096  * onto the active list instead of evict.
2097  *
2098  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2099  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2100  */
2101 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2102                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2103                            unsigned long *lru_pages)
2104 {
2105         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2106         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2107         u64 fraction[2];
2108         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2109         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2110         unsigned long anon_prio, file_prio;
2111         enum scan_balance scan_balance;
2112         unsigned long anon, file;
2113         bool force_scan = false;
2114         unsigned long ap, fp;
2115         enum lru_list lru;
2116         bool some_scanned;
2117         int pass;
2118
2119         /*
2120          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2121          * results in no scanning on this priority and a potential
2122          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2123          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2124          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2125          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2126          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2127          * well.
2128          */
2129         if (current_is_kswapd()) {
2130                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2131                         force_scan = true;
2132                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2133                         force_scan = true;
2134         }
2135         if (!global_reclaim(sc))
2136                 force_scan = true;
2137
2138         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2139         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2140                 scan_balance = SCAN_FILE;
2141                 goto out;
2142         }
2143
2144         /*
2145          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2146          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2147          * disable swapping for individual groups completely when
2148          * using the memory controller's swap limit feature would be
2149          * too expensive.
2150          */
2151         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2152                 scan_balance = SCAN_FILE;
2153                 goto out;
2154         }
2155
2156         /*
2157          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2158          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2159          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2160          */
2161         if (!sc->priority && swappiness) {
2162                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2163                 goto out;
2164         }
2165
2166         /*
2167          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2168          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2169          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2170          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2171          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2172          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2173          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2174          */
2175         if (global_reclaim(sc)) {
2176                 unsigned long pgdatfile;
2177                 unsigned long pgdatfree;
2178                 int z;
2179                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2180
2181                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2182                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2183                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2184
2185                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2186                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2187                         if (!managed_zone(zone))
2188                                 continue;
2189
2190                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2191                 }
2192
2193                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2194                         scan_balance = SCAN_ANON;
2195                         goto out;
2196                 }
2197         }
2198
2199         /*
2200          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2201          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2202          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2203          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2204          * Without the second condition we could end up never scanning an
2205          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2206          * system is under heavy pressure.
2207          */
2208         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc, false) &&
2209             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2210                 scan_balance = SCAN_FILE;
2211                 goto out;
2212         }
2213
2214         scan_balance = SCAN_FRACT;
2215
2216         /*
2217          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2218          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2219          */
2220         anon_prio = swappiness;
2221         file_prio = 200 - anon_prio;
2222
2223         /*
2224          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2225          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2226          * ratios to determine how valuable each cache is.
2227          *
2228          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2229          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2230          * up weighing recent references more than old ones.
2231          *
2232          * anon in [0], file in [1]
2233          */
2234
2235         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2236                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2237         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2238                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2239
2240         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2241         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2242                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2243                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2244         }
2245
2246         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2247                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2248                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2249         }
2250
2251         /*
2252          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2253          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2254          * each list that were recently referenced and in active use.
2255          */
2256         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2257         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2258
2259         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2260         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2261         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2262
2263         fraction[0] = ap;
2264         fraction[1] = fp;
2265         denominator = ap + fp + 1;
2266 out:
2267         some_scanned = false;
2268         /* Only use force_scan on second pass. */
2269         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2270                 *lru_pages = 0;
2271                 for_each_evictable_lru(lru) {
2272                         int file = is_file_lru(lru);
2273                         unsigned long size;
2274                         unsigned long scan;
2275
2276                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2277                         scan = size >> sc->priority;
2278
2279                         if (!scan && pass && force_scan)
2280                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2281
2282                         switch (scan_balance) {
2283                         case SCAN_EQUAL:
2284                                 /* Scan lists relative to size */
2285                                 break;
2286                         case SCAN_FRACT:
2287                                 /*
2288                                  * Scan types proportional to swappiness and
2289                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2290                                  */
2291                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2292                                                         denominator);
2293                                 break;
2294                         case SCAN_FILE:
2295                         case SCAN_ANON:
2296                                 /* Scan one type exclusively */
2297                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2298                                         size = 0;
2299                                         scan = 0;
2300                                 }
2301                                 break;
2302                         default:
2303                                 /* Look ma, no brain */
2304                                 BUG();
2305                         }
2306
2307                         *lru_pages += size;
2308                         nr[lru] = scan;
2309
2310                         /*
2311                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2312                          * if we found something to scan.
2313                          */
2314                         some_scanned |= !!scan;
2315                 }
2316         }
2317 }
2318
2319 /*
2320  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2321  */
2322 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2323                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2324 {
2325         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2326         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2327         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2328         unsigned long nr_to_scan;
2329         enum lru_list lru;
2330         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2331         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2332         struct blk_plug plug;
2333         bool scan_adjusted;
2334
2335         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2336
2337         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2338         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2339
2340         /*
2341          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2342          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2343          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2344          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2345          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2346          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2347          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2348          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2349          * dropped to zero at the first pass.
2350          */
2351         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2352                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2353
2354         blk_start_plug(&plug);
2355         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2356                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2357                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2358                 unsigned long nr_scanned;
2359
2360                 for_each_evictable_lru(lru) {
2361                         if (nr[lru]) {
2362                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2363                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2364
2365                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2366                                                             lruvec, sc);
2367                         }
2368                 }
2369
2370                 cond_resched();
2371
2372                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2373                         continue;
2374
2375                 /*
2376                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2377                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2378                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2379                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2380                  * proportional to the original scan target.
2381                  */
2382                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2383                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2384
2385                 /*
2386                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2387                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2388                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2389                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2390                  */
2391                 if (!nr_file || !nr_anon)
2392                         break;
2393
2394                 if (nr_file > nr_anon) {
2395                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2396                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2397                         lru = LRU_BASE;
2398                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2399                 } else {
2400                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2401                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2402                         lru = LRU_FILE;
2403                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2404                 }
2405
2406                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2407                 nr[lru] = 0;
2408                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2409
2410                 /*
2411                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2412                  * scan target and the percentage scanning already complete
2413                  */
2414                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2415                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2416                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2417                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2418
2419                 lru += LRU_ACTIVE;
2420                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2421                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2422                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2423
2424                 scan_adjusted = true;
2425         }
2426         blk_finish_plug(&plug);
2427         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2428
2429         /*
2430          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2431          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2432          */
2433         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
2434                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2435                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2436 }
2437
2438 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2439 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2440 {
2441         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2442                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2443                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2444                 return true;
2445
2446         return false;
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2451  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2452  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2453  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2454  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2455  */
2456 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2457                                         unsigned long nr_reclaimed,
2458                                         unsigned long nr_scanned,
2459                                         struct scan_control *sc)
2460 {
2461         unsigned long pages_for_compaction;
2462         unsigned long inactive_lru_pages;
2463         int z;
2464
2465         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2466         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2467                 return false;
2468
2469         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2470         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2471                 /*
2472                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2473                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2474                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2475                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2476                  */
2477                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2478                         return false;
2479         } else {
2480                 /*
2481                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2482                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2483                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2484                  * pages that were scanned. This will return to the
2485                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2486                  * the resulting allocation attempt fails
2487                  */
2488                 if (!nr_reclaimed)
2489                         return false;
2490         }
2491
2492         /*
2493          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2494          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2495          */
2496         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2497         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2498         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2499                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2500         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2501                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2502                 return true;
2503
2504         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2505         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2506                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2507                 if (!managed_zone(zone))
2508                         continue;
2509
2510                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2511                 case COMPACT_SUCCESS:
2512                 case COMPACT_CONTINUE:
2513                         return false;
2514                 default:
2515                         /* check next zone */
2516                         ;
2517                 }
2518         }
2519         return true;
2520 }
2521
2522 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2523 {
2524         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2525         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2526         bool reclaimable = false;
2527
2528         do {
2529                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2530                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2531                         .pgdat = pgdat,
2532                         .priority = sc->priority,
2533                 };
2534                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2535                 struct mem_cgroup *memcg;
2536
2537                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2538                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2539
2540                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2541                 do {
2542                         unsigned long lru_pages;
2543                         unsigned long reclaimed;
2544                         unsigned long scanned;
2545
2546                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2547                                 if (!sc->may_thrash)
2548                                         continue;
2549                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2550                         }
2551
2552                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2553                         scanned = sc->nr_scanned;
2554
2555                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2556                         node_lru_pages += lru_pages;
2557
2558                         if (memcg)
2559                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2560                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2561                                             lru_pages);
2562
2563                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2564                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2565                                    sc->nr_scanned - scanned,
2566                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2567
2568                         /*
2569                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2570                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2571                          * node.
2572                          *
2573                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2574                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2575                          * retry with decreasing priority if one round over the
2576                          * whole hierarchy is not sufficient.
2577                          */
2578                         if (!global_reclaim(sc) &&
2579                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2580                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2581                                 break;
2582                         }
2583                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2584
2585                 /*
2586                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2587                  * the eligible LRU pages were scanned.
2588                  */
2589                 if (global_reclaim(sc))
2590                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2591                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2592                                     node_lru_pages);
2593
2594                 if (reclaim_state) {
2595                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2596                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2597                 }
2598
2599                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2600                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2601                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2602                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2603
2604                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2605                         reclaimable = true;
2606
2607         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2608                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2609
2610         return reclaimable;
2611 }
2612
2613 /*
2614  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2615  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2616  * should reclaim first.
2617  */
2618 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2619 {
2620         unsigned long watermark;
2621         enum compact_result suitable;
2622
2623         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2624         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2625                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2626                 return true;
2627         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2628                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2629                 return false;
2630
2631         /*
2632          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2633          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2634          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2635          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2636          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2637          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2638          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2639          */
2640         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2641
2642         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2643 }
2644
2645 /*
2646  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2647  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2648  * request.
2649  *
2650  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2651  * scan then give up on it.
2652  */
2653 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2654 {
2655         struct zoneref *z;
2656         struct zone *zone;
2657         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2658         unsigned long nr_soft_scanned;
2659         gfp_t orig_mask;
2660         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2661
2662         /*
2663          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2664          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2665          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2666          */
2667         orig_mask = sc->gfp_mask;
2668         if (buffer_heads_over_limit) {
2669                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2670                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2671         }
2672
2673         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2674                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2675                 /*
2676                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2677                  * to global LRU.
2678                  */
2679                 if (global_reclaim(sc)) {
2680                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2681                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2682                                 continue;
2683
2684                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2685                             !pgdat_reclaimable(zone->zone_pgdat))
2686                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2687
2688                         /*
2689                          * If we already have plenty of memory free for
2690                          * compaction in this zone, don't free any more.
2691                          * Even though compaction is invoked for any
2692                          * non-zero order, only frequent costly order
2693                          * reclamation is disruptive enough to become a
2694                          * noticeable problem, like transparent huge
2695                          * page allocations.
2696                          */
2697                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2698                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2699                             compaction_ready(zone, sc)) {
2700                                 sc->compaction_ready = true;
2701                                 continue;
2702                         }
2703
2704                         /*
2705                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2706                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2707                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2708                          * the user prefers lower zones being preserved.
2709                          */
2710                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2711                                 continue;
2712
2713                         /*
2714                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2715                          * and returns the number of reclaimed pages and
2716                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2717                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2718                          */
2719                         nr_soft_scanned = 0;
2720                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2721                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2722                                                 &nr_soft_scanned);
2723                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2724                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2725                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2726                 }
2727
2728                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2729                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2730                         continue;
2731                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2732                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2733         }
2734
2735         /*
2736          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2737          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2738          */
2739         sc->gfp_mask = orig_mask;
2740 }
2741
2742 /*
2743  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2744  *
2745  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2746  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2747  *
2748  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2749  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2750  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2751  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2752  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2753  * work, and the allocation attempt will fail.
2754  *
2755  * returns:     0, if no pages reclaimed
2756  *              else, the number of pages reclaimed
2757  */
2758 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2759                                           struct scan_control *sc)
2760 {
2761         int initial_priority = sc->priority;
2762         unsigned long total_scanned = 0;
2763         unsigned long writeback_threshold;
2764 retry:
2765         delayacct_freepages_start();
2766
2767         if (global_reclaim(sc))
2768                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2769
2770         do {
2771                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2772                                 sc->priority);
2773                 sc->nr_scanned = 0;
2774                 shrink_zones(zonelist, sc);
2775
2776                 total_scanned += sc->nr_scanned;
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
2790                 /*
2791                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2792                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2793                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2794                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2795                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2796                  */
2797                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2798                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2799                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2800                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2801                         sc->may_writepage = 1;
2802                 }
2803         } while (--sc->priority >= 0);
2804
2805         delayacct_freepages_end();
2806
2807         if (sc->nr_reclaimed)
2808                 return sc->nr_reclaimed;
2809
2810         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2811         if (sc->compaction_ready)
2812                 return 1;
2813
2814         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2815         if (!sc->may_thrash) {
2816                 sc->priority = initial_priority;
2817                 sc->may_thrash = 1;
2818                 goto retry;
2819         }
2820
2821         return 0;
2822 }
2823
2824 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2825 {
2826         struct zone *zone;
2827         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2828         unsigned long free_pages = 0;
2829         int i;
2830         bool wmark_ok;
2831
2832         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2833                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2834                 if (!managed_zone(zone) ||
2835                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2836                         continue;
2837
2838                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2839                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2840         }
2841
2842         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2843         if (!pfmemalloc_reserve)
2844                 return true;
2845
2846         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2847
2848         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2849         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2850                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2851                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2852                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2853         }
2854
2855         return wmark_ok;
2856 }
2857
2858 /*
2859  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2860  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2861  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2862  * when the low watermark is reached.
2863  *
2864  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2865  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2866  */
2867 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2868                                         nodemask_t *nodemask)
2869 {
2870         struct zoneref *z;
2871         struct zone *zone;
2872         pg_data_t *pgdat = NULL;
2873
2874         /*
2875          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2876          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2877          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2878          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2879          * processes to block on log_wait_commit().
2880          */
2881         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2882                 goto out;
2883
2884         /*
2885          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2886          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2887          */
2888         if (fatal_signal_pending(current))
2889                 goto out;
2890
2891         /*
2892          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2893          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2894          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2895          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2896          *
2897          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2898          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2899          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2900          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2901          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2902          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2903          * should make reasonable progress.
2904          */
2905         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2906                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2907                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2908                         continue;
2909
2910                 /* Throttle based on the first usable node */
2911                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2912                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2913                         goto out;
2914                 break;
2915         }
2916
2917         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2918         if (!pgdat)
2919                 goto out;
2920
2921         /* Account for the throttling */
2922         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2923
2924         /*
2925          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2926          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2927          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2928          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2929          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2930          * second before continuing.
2931          */
2932         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2933                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2934                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2935
2936                 goto check_pending;
2937         }
2938
2939         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2940         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2941                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2942
2943 check_pending:
2944         if (fatal_signal_pending(current))
2945                 return true;
2946
2947 out:
2948         return false;
2949 }
2950
2951 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2952                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2953 {
2954         unsigned long nr_reclaimed;
2955         struct scan_control sc = {
2956                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2957                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2958                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2959                 .order = order,
2960                 .nodemask = nodemask,
2961                 .priority = DEF_PRIORITY,
2962                 .may_writepage = !laptop_mode,
2963                 .may_unmap = 1,
2964                 .may_swap = 1,
2965         };
2966
2967         /*
2968          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2969          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2970          * point.
2971          */
2972         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2973                 return 1;
2974
2975         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2976                                 sc.may_writepage,
2977                                 gfp_mask,
2978                                 sc.reclaim_idx);
2979
2980         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2981
2982         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2983
2984         return nr_reclaimed;
2985 }
2986
2987 #ifdef CONFIG_MEMCG
2988
2989 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2990                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2991                                                 pg_data_t *pgdat,
2992                                                 unsigned long *nr_scanned)
2993 {
2994         struct scan_control sc = {
2995                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2996                 .target_mem_cgroup = memcg,
2997                 .may_writepage = !laptop_mode,
2998                 .may_unmap = 1,
2999                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3000                 .may_swap = !noswap,
3001         };
3002         unsigned long lru_pages;
3003
3004         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3005                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3006
3007         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3008                                                       sc.may_writepage,
3009                                                       sc.gfp_mask,
3010                                                       sc.reclaim_idx);
3011
3012         /*
3013          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3014          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3015          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3016          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3017          * the priority and make it zero.
3018          */
3019         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3020
3021         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3022
3023         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3024         return sc.nr_reclaimed;
3025 }
3026
3027 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3028                                            unsigned long nr_pages,
3029                                            gfp_t gfp_mask,
3030                                            bool may_swap)
3031 {
3032         struct zonelist *zonelist;
3033         unsigned long nr_reclaimed;
3034         int nid;
3035         struct scan_control sc = {
3036                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3037                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3038                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3039                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3040                 .target_mem_cgroup = memcg,
3041                 .priority = DEF_PRIORITY,
3042                 .may_writepage = !laptop_mode,
3043                 .may_unmap = 1,
3044                 .may_swap = may_swap,
3045         };
3046
3047         /*
3048          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3049          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3050          * scan does not need to be the current node.
3051          */
3052         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3053
3054         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3055
3056         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3057                                             sc.may_writepage,
3058                                             sc.gfp_mask,
3059                                             sc.reclaim_idx);
3060
3061         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3062         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3063         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3064
3065         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3066
3067         return nr_reclaimed;
3068 }
3069 #endif
3070
3071 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3072                                 struct scan_control *sc)
3073 {
3074         struct mem_cgroup *memcg;
3075
3076         if (!total_swap_pages)
3077                 return;
3078
3079         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3080         do {
3081                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3082
3083                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
3084                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3085                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3086
3087                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3088         } while (memcg);
3089 }
3090
3091 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3092 {
3093         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3094
3095         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3096                 return false;
3097
3098         /*
3099          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3100          * to be congested or dirty
3101          */
3102         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3103         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3104
3105         return true;
3106 }
3107
3108 /*
3109  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3110  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3111  *
3112  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3113  */
3114 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3115 {
3116         int i;
3117
3118         /*
3119          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3120          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3121          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3122          * throttled. There is also a potential race if processes get
3123          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3124          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3125          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3126          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3127          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3128          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3129          * that here we are under prepare_to_wait().
3130          */
3131         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3132                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3133
3134         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3135                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3136
3137                 if (!managed_zone(zone))
3138                         continue;
3139
3140                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3141                         return false;
3142         }
3143
3144         return true;
3145 }
3146
3147 /*
3148  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3149  * zone that is currently unbalanced.
3150  *
3151  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3152  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3153  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3154  */
3155 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3156                                struct scan_control *sc)
3157 {
3158         struct zone *zone;
3159         int z;
3160
3161         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3162         sc->nr_to_reclaim = 0;
3163         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3164                 zone = pgdat->node_zones + z;
3165                 if (!managed_zone(zone))
3166                         continue;
3167
3168                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3169         }
3170
3171         /*
3172          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3173          * now pressure is applied based on node LRU order.
3174          */
3175         shrink_node(pgdat, sc);
3176
3177         /*
3178          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3179          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3180          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3181          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3182          * can direct reclaim/compact.
3183          */
3184         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3185                 sc->order = 0;
3186
3187         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3188 }
3189
3190 /*
3191  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3192  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3193  * balanced.
3194  *
3195  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3196  *
3197  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3198  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3199  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3200  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3201  * balanced.
3202  */
3203 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3204 {
3205         int i;
3206         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3207         unsigned long nr_soft_scanned;
3208         struct zone *zone;
3209         struct scan_control sc = {
3210                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3211                 .order = order,
3212                 .priority = DEF_PRIORITY,
3213                 .may_writepage = !laptop_mode,
3214                 .may_unmap = 1,
3215                 .may_swap = 1,
3216         };
3217         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3218
3219         do {
3220                 bool raise_priority = true;
3221
3222                 sc.nr_reclaimed = 0;
3223                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3224
3225                 /*
3226                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3227                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3228                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3229                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3230                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3231                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3232                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3233                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3234                  */
3235                 if (buffer_heads_over_limit) {
3236                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3237                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3238                                 if (!managed_zone(zone))
3239                                         continue;
3240
3241                                 sc.reclaim_idx = i;
3242                                 break;
3243                         }
3244                 }
3245
3246                 /*
3247                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3248                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3249                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3250                  * cleared during a very small window when a small low
3251                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3252                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3253                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3254                  * it.
3255                  */
3256                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3257                         zone = pgdat->node_zones + i;
3258                         if (!managed_zone(zone))
3259                                 continue;
3260
3261                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3262                                 goto out;
3263                 }
3264
3265                 /*
3266                  * Do some background aging of the anon list, to give
3267                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3268                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3269                  * about consistent aging.
3270                  */
3271                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3272
3273                 /*
3274                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3275                  * even in laptop mode.
3276                  */
3277                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3278                         sc.may_writepage = 1;
3279
3280                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3281                 sc.nr_scanned = 0;
3282                 nr_soft_scanned = 0;
3283                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3284                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3285                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3286
3287                 /*
3288                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3289                  * enough pages are already being scanned that that high
3290                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3291                  */
3292                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3293                         raise_priority = false;
3294
3295                 /*
3296                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3297                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3298                  * able to safely make forward progress. Wake them
3299                  */
3300                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3301                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3302                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3303
3304                 /* Check if kswapd should be suspending */
3305                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3306                         break;
3307
3308                 /*
3309                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3310                  * progress in reclaiming pages
3311                  */
3312                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3313                         sc.priority--;
3314         } while (sc.priority >= 1);
3315
3316 out:
3317         /*
3318          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3319          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3320          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3321          * remain at the higher level.
3322          */
3323         return sc.order;
3324 }
3325
3326 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3327                                 unsigned int classzone_idx)
3328 {
3329         long remaining = 0;
3330         DEFINE_WAIT(wait);
3331
3332         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3333                 return;
3334
3335         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3336
3337         /* Try to sleep for a short interval */
3338         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3339                 /*
3340                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3341                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3342                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3343                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3344                  */
3345                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3346
3347                 /*
3348                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3349                  * allocation of the requested order possible.
3350                  */
3351                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3352
3353                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3354
3355                 /*
3356                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3357                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3358                  * the previous request that slept prematurely.
3359                  */
3360                 if (remaining) {
3361                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3362                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3363                 }
3364
3365                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3366                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3367         }
3368
3369         /*
3370          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3371          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3372          */
3373         if (!remaining &&
3374             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3375                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3376
3377                 /*
3378                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3379                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3380                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3381                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3382                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3383                  * them before going back to sleep.
3384                  */
3385                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3386
3387                 if (!kthread_should_stop())
3388                         schedule();
3389
3390                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3391         } else {
3392                 if (remaining)
3393                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3394                 else
3395                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3396         }
3397         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3398 }
3399
3400 /*
3401  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3402  * from the init process.
3403  *
3404  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3405  * free memory available even if there is no other activity
3406  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3407  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3408  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3409  *
3410  * If there are applications that are active memory-allocators
3411  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3412  */
3413 static int kswapd(void *p)
3414 {
3415         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3416         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3417         struct task_struct *tsk = current;
3418
3419         struct reclaim_state reclaim_state = {
3420                 .reclaimed_slab = 0,
3421         };
3422         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3423
3424         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3425
3426         if (!cpumask_empty(cpumask))
3427                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3428         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3429
3430         /*
3431          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3432          * and that if we need more memory we should get access to it
3433          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3434          * never get caught in the normal page freeing logic.
3435          *
3436          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3437          * you need a small amount of memory in order to be able to
3438          * page out something else, and this flag essentially protects
3439          * us from recursively trying to free more memory as we're
3440          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3441          */
3442         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3443         set_freezable();
3444
3445         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3446         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3447         for ( ; ; ) {
3448                 bool ret;
3449
3450 kswapd_try_sleep:
3451                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3452                                         classzone_idx);
3453
3454                 /* Read the new order and classzone_idx */
3455                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3456                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3457                 pgdat->kswapd_order = 0;
3458                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3459
3460                 ret = try_to_freeze();
3461                 if (kthread_should_stop())
3462                         break;
3463
3464                 /*
3465                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3466                  * after returning from the refrigerator
3467                  */
3468                 if (ret)
3469                         continue;
3470
3471                 /*
3472                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3473                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3474                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3475                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3476                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3477                  * request (alloc_order).
3478                  */
3479                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3480                                                 alloc_order);
3481                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3482                 if (reclaim_order < alloc_order)
3483                         goto kswapd_try_sleep;
3484
3485                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3486                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3487         }
3488
3489         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3490         current->reclaim_state = NULL;
3491         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3492
3493         return 0;
3494 }
3495
3496 /*
3497  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3498  */
3499 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3500 {
3501         pg_data_t *pgdat;
3502         int z;
3503
3504         if (!managed_zone(zone))
3505                 return;
3506
3507         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3508                 return;
3509         pgdat = zone->zone_pgdat;
3510         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3511         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3512         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3513                 return;
3514
3515         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3516         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3517                 zone = pgdat->node_zones + z;
3518                 if (!managed_zone(zone))
3519                         continue;
3520
3521                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3522                         return;
3523         }
3524
3525         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3526         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3527 }
3528
3529 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3530 /*
3531  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3532  * freed pages.
3533  *
3534  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3535  * LRU order by reclaiming preferentially
3536  * inactive > active > active referenced > active mapped
3537  */
3538 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3539 {
3540         struct reclaim_state reclaim_state;
3541         struct scan_control sc = {
3542                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3543                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3544                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3545                 .priority = DEF_PRIORITY,
3546                 .may_writepage = 1,
3547                 .may_unmap = 1,
3548                 .may_swap = 1,
3549                 .hibernation_mode = 1,
3550         };
3551         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3552         struct task_struct *p = current;
3553         unsigned long nr_reclaimed;
3554
3555         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3556         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3557         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3558         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3559
3560         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3561
3562         p->reclaim_state = NULL;
3563         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3564         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3565
3566         return nr_reclaimed;
3567 }
3568 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3569
3570 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3571    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3572    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3573    restore their cpu bindings. */
3574 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3575 {
3576         int nid;
3577
3578         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3579                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3580                 const struct cpumask *mask;
3581
3582                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3583
3584                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3585                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3586                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3587         }
3588         return 0;
3589 }
3590
3591 /*
3592  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3593  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3594  */
3595 int kswapd_run(int nid)
3596 {
3597         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3598         int ret = 0;
3599
3600         if (pgdat->kswapd)
3601                 return 0;
3602
3603         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3604         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3605                 /* failure at boot is fatal */
3606                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3607                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3608                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3609                 pgdat->kswapd = NULL;
3610         }
3611         return ret;
3612 }
3613
3614 /*
3615  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3616  * hold mem_hotplug_begin/end().
3617  */
3618 void kswapd_stop(int nid)
3619 {
3620         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3621
3622         if (kswapd) {
3623                 kthread_stop(kswapd);
3624                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3625         }
3626 }
3627
3628 static int __init kswapd_init(void)
3629 {
3630         int nid, ret;
3631
3632         swap_setup();
3633         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3634                 kswapd_run(nid);
3635         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3636                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3637                                         NULL);
3638         WARN_ON(ret < 0);
3639         return 0;
3640 }
3641
3642 module_init(kswapd_init)
3643
3644 #ifdef CONFIG_NUMA
3645 /*
3646  * Node reclaim mode
3647  *
3648  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3649  * the watermarks.
3650  */
3651 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3652
3653 #define RECLAIM_OFF 0
3654 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3655 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3656 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3657
3658 /*
3659  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3660  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3661  * a zone.
3662  */
3663 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3664
3665 /*
3666  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3667  * occur.
3668  */
3669 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3670
3671 /*
3672  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3673  * slab reclaim needs to occur.
3674  */
3675 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3676
3677 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3678 {
3679         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3680         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3681                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3682
3683         /*
3684          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3685          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3686          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3687          */
3688         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3689 }
3690
3691 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3692 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3693 {
3694         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3695         unsigned long delta = 0;
3696
3697         /*
3698          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3699          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3700          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3701          * a better estimate
3702          */
3703         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3704                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3705         else
3706                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3707
3708         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3709         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3710                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3711
3712         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3713         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3714                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3715
3716         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3717 }
3718
3719 /*
3720  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3721  */
3722 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3723 {
3724         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3725         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3726         struct task_struct *p = current;
3727         struct reclaim_state reclaim_state;
3728         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3729         struct scan_control sc = {
3730                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3731                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3732                 .order = order,
3733                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3734                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3735                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3736                 .may_swap = 1,
3737                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3738         };
3739
3740         cond_resched();
3741         /*
3742          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3743          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3744          * and RECLAIM_UNMAP.
3745          */
3746         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3747         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3748         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3749         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3750
3751         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3752                 /*
3753                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3754                  * priorities until we have enough memory freed.
3755                  */
3756                 do {
3757                         shrink_node(pgdat, &sc);
3758                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3759         }
3760
3761         p->reclaim_state = NULL;
3762         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3763         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3764         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3765 }
3766
3767 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3768 {
3769         int ret;
3770
3771         /*
3772          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3773          * slab pages if we are over the defined limits.
3774          *
3775          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3776          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3777          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3778          * if less than a specified percentage of the node is used by
3779          * unmapped file backed pages.
3780          */
3781         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3782             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3783                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3784
3785         if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
3786                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3787
3788         /*
3789          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3790          */
3791         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3792                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3793
3794         /*
3795          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3796          * have associated processors. This will favor the local processor
3797          * over remote processors and spread off node memory allocations
3798          * as wide as possible.
3799          */
3800         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3801                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3802
3803         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3804                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3805
3806         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3807         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3808
3809         if (!ret)
3810                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3811
3812         return ret;
3813 }
3814 #endif
3815
3816 /*
3817  * page_evictable - test whether a page is evictable
3818  * @page: the page to test
3819  *
3820  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3821  * lists vs unevictable list.
3822  *
3823  * Reasons page might not be evictable:
3824  * (1) page's mapping marked unevictable
3825  * (2) page is part of an mlocked VMA
3826  *
3827  */
3828 int page_evictable(struct page *page)
3829 {
3830         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3831 }
3832
3833 #ifdef CONFIG_SHMEM
3834 /**
3835  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3836  * @pages:      array of pages to check
3837  * @nr_pages:   number of pages to check
3838  *
3839  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3840  *
3841  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3842  */
3843 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3844 {
3845         struct lruvec *lruvec;
3846         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3847         int pgscanned = 0;
3848         int pgrescued = 0;
3849         int i;
3850
3851         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3852                 struct page *page = pages[i];
3853                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3854
3855                 pgscanned++;
3856                 if (pagepgdat != pgdat) {
3857                         if (pgdat)
3858                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3859                         pgdat = pagepgdat;
3860                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3861                 }
3862                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3863
3864                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3865                         continue;
3866
3867                 if (page_evictable(page)) {
3868                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3869
3870                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3871                         ClearPageUnevictable(page);
3872                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3873                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3874                         pgrescued++;
3875                 }
3876         }
3877
3878         if (pgdat) {
3879                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3880                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3881                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3882         }
3883 }
3884 #endif /* CONFIG_SHMEM */