]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
mm/vmscan: more restrictive condition for retry in do_try_to_free_pages
[karo-tx-linux.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/sched/mm.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/gfp.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmpressure.h>
26 #include <linux/vmstat.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
31                                         buffer_heads_over_limit */
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/backing-dev.h>
34 #include <linux/rmap.h>
35 #include <linux/topology.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/compaction.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/rwsem.h>
41 #include <linux/delay.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <linux/freezer.h>
44 #include <linux/memcontrol.h>
45 #include <linux/delayacct.h>
46 #include <linux/sysctl.h>
47 #include <linux/oom.h>
48 #include <linux/prefetch.h>
49 #include <linux/printk.h>
50 #include <linux/dax.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/div64.h>
54
55 #include <linux/swapops.h>
56 #include <linux/balloon_compaction.h>
57
58 #include "internal.h"
59
60 #define CREATE_TRACE_POINTS
61 #include <trace/events/vmscan.h>
62
63 struct scan_control {
64         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
65         unsigned long nr_to_reclaim;
66
67         /* This context's GFP mask */
68         gfp_t gfp_mask;
69
70         /* Allocation order */
71         int order;
72
73         /*
74          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
75          * are scanned.
76          */
77         nodemask_t      *nodemask;
78
79         /*
80          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
81          * primary target of this reclaim invocation.
82          */
83         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
84
85         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
86         int priority;
87
88         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
89         enum zone_type reclaim_idx;
90
91         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
92         unsigned int may_writepage:1;
93
94         /* Can mapped pages be reclaimed? */
95         unsigned int may_unmap:1;
96
97         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
98         unsigned int may_swap:1;
99
100         /*
101          * Cgroups are not reclaimed below their configured memory.low,
102          * unless we threaten to OOM. If any cgroups are skipped due to
103          * memory.low and nothing was reclaimed, go back for memory.low.
104          */
105         unsigned int memcg_low_reclaim:1;
106         unsigned int memcg_low_skipped:1;
107
108         unsigned int hibernation_mode:1;
109
110         /* One of the zones is ready for compaction */
111         unsigned int compaction_ready:1;
112
113         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
114         unsigned long nr_scanned;
115
116         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
117         unsigned long nr_reclaimed;
118 };
119
120 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
121 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
122         do {                                                            \
123                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
124                         struct page *prev;                              \
125                                                                         \
126                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
127                         prefetch(&prev->_field);                        \
128                 }                                                       \
129         } while (0)
130 #else
131 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
132 #endif
133
134 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
135 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
136         do {                                                            \
137                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
138                         struct page *prev;                              \
139                                                                         \
140                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
141                         prefetchw(&prev->_field);                       \
142                 }                                                       \
143         } while (0)
144 #else
145 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
146 #endif
147
148 /*
149  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
150  */
151 int vm_swappiness = 60;
152 /*
153  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
154  * zones.
155  */
156 unsigned long vm_total_pages;
157
158 static LIST_HEAD(shrinker_list);
159 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
160
161 #ifdef CONFIG_MEMCG
162 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
163 {
164         return !sc->target_mem_cgroup;
165 }
166
167 /**
168  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
169  * @sc: scan_control in question
170  *
171  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
172  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
173  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
174  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
175  * allocation and configurability.
176  *
177  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
178  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
179  */
180 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
181 {
182         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
183
184         if (!memcg)
185                 return true;
186 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
187         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
188                 return true;
189 #endif
190         return false;
191 }
192 #else
193 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
194 {
195         return true;
196 }
197
198 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
199 {
200         return true;
201 }
202 #endif
203
204 /*
205  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
206  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
207  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
208  */
209 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
210 {
211         unsigned long nr;
212
213         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
214                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
215         if (get_nr_swap_pages() > 0)
216                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
217                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
218
219         return nr;
220 }
221
222 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
223 {
224         unsigned long nr;
225
226         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
227              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
228              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
229
230         if (get_nr_swap_pages() > 0)
231                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
232                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
233                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
234
235         return nr;
236 }
237
238 /**
239  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
240  * @lruvec: lru vector
241  * @lru: lru to use
242  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
243  */
244 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
245 {
246         unsigned long lru_size;
247         int zid;
248
249         if (!mem_cgroup_disabled())
250                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
251         else
252                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
253
254         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
255                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
256                 unsigned long size;
257
258                 if (!managed_zone(zone))
259                         continue;
260
261                 if (!mem_cgroup_disabled())
262                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
263                 else
264                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
265                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
266                 lru_size -= min(size, lru_size);
267         }
268
269         return lru_size;
270
271 }
272
273 /*
274  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
275  */
276 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
277 {
278         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
279
280         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
281                 size *= nr_node_ids;
282
283         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
284         if (!shrinker->nr_deferred)
285                 return -ENOMEM;
286
287         down_write(&shrinker_rwsem);
288         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
289         up_write(&shrinker_rwsem);
290         return 0;
291 }
292 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
293
294 /*
295  * Remove one
296  */
297 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
298 {
299         down_write(&shrinker_rwsem);
300         list_del(&shrinker->list);
301         up_write(&shrinker_rwsem);
302         kfree(shrinker->nr_deferred);
303 }
304 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
305
306 #define SHRINK_BATCH 128
307
308 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
309                                     struct shrinker *shrinker,
310                                     unsigned long nr_scanned,
311                                     unsigned long nr_eligible)
312 {
313         unsigned long freed = 0;
314         unsigned long long delta;
315         long total_scan;
316         long freeable;
317         long nr;
318         long new_nr;
319         int nid = shrinkctl->nid;
320         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
321                                           : SHRINK_BATCH;
322         long scanned = 0, next_deferred;
323
324         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
325         if (freeable == 0)
326                 return 0;
327
328         /*
329          * copy the current shrinker scan count into a local variable
330          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
331          * don't also do this scanning work.
332          */
333         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
334
335         total_scan = nr;
336         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
337         delta *= freeable;
338         do_div(delta, nr_eligible + 1);
339         total_scan += delta;
340         if (total_scan < 0) {
341                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
342                        shrinker->scan_objects, total_scan);
343                 total_scan = freeable;
344                 next_deferred = nr;
345         } else
346                 next_deferred = total_scan;
347
348         /*
349          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
350          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
351          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
352          * nr being built up so when a shrink that can do some work
353          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
354          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
355          * memory.
356          *
357          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
358          * a large delta change is calculated directly.
359          */
360         if (delta < freeable / 4)
361                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
362
363         /*
364          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
365          * never try to free more than twice the estimate number of
366          * freeable entries.
367          */
368         if (total_scan > freeable * 2)
369                 total_scan = freeable * 2;
370
371         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
372                                    nr_scanned, nr_eligible,
373                                    freeable, delta, total_scan);
374
375         /*
376          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
377          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
378          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
379          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
380          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
381          * objects spread over several slabs with usage less than the
382          * batch_size.
383          *
384          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
385          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
386          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
387          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
388          * possible.
389          */
390         while (total_scan >= batch_size ||
391                total_scan >= freeable) {
392                 unsigned long ret;
393                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
394
395                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
396                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
397                 if (ret == SHRINK_STOP)
398                         break;
399                 freed += ret;
400
401                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
402                 total_scan -= nr_to_scan;
403                 scanned += nr_to_scan;
404
405                 cond_resched();
406         }
407
408         if (next_deferred >= scanned)
409                 next_deferred -= scanned;
410         else
411                 next_deferred = 0;
412         /*
413          * move the unused scan count back into the shrinker in a
414          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
415          * scan, there is no need to do an update.
416          */
417         if (next_deferred > 0)
418                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
419                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
420         else
421                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
422
423         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
424         return freed;
425 }
426
427 /**
428  * shrink_slab - shrink slab caches
429  * @gfp_mask: allocation context
430  * @nid: node whose slab caches to target
431  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
432  * @nr_scanned: pressure numerator
433  * @nr_eligible: pressure denominator
434  *
435  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
436  *
437  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
438  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
439  *
440  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
441  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
442  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
443  * shrinkers are called.
444  *
445  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
446  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
447  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
448  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
449  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
450  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
451  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
452  *
453  * Returns the number of reclaimed slab objects.
454  */
455 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
456                                  struct mem_cgroup *memcg,
457                                  unsigned long nr_scanned,
458                                  unsigned long nr_eligible)
459 {
460         struct shrinker *shrinker;
461         unsigned long freed = 0;
462
463         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
464                 return 0;
465
466         if (nr_scanned == 0)
467                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
468
469         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
470                 /*
471                  * If we would return 0, our callers would understand that we
472                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
473                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
474                  * time.
475                  */
476                 freed = 1;
477                 goto out;
478         }
479
480         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
481                 struct shrink_control sc = {
482                         .gfp_mask = gfp_mask,
483                         .nid = nid,
484                         .memcg = memcg,
485                 };
486
487                 /*
488                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
489                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
490                  * passing NULL for memcg.
491                  */
492                 if (memcg_kmem_enabled() &&
493                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
494                         continue;
495
496                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
497                         sc.nid = 0;
498
499                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
500         }
501
502         up_read(&shrinker_rwsem);
503 out:
504         cond_resched();
505         return freed;
506 }
507
508 void drop_slab_node(int nid)
509 {
510         unsigned long freed;
511
512         do {
513                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
514
515                 freed = 0;
516                 do {
517                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
518                                              1000, 1000);
519                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
520         } while (freed > 10);
521 }
522
523 void drop_slab(void)
524 {
525         int nid;
526
527         for_each_online_node(nid)
528                 drop_slab_node(nid);
529 }
530
531 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
532 {
533         /*
534          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
535          * that isolated the page, the page cache radix tree and
536          * optional buffer heads at page->private.
537          */
538         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
539 }
540
541 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
542 {
543         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
544                 return 1;
545         if (!inode_write_congested(inode))
546                 return 1;
547         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
548                 return 1;
549         return 0;
550 }
551
552 /*
553  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
554  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
555  * fsync(), msync() or close().
556  *
557  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
558  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
559  * that page is locked, the mapping is pinned.
560  *
561  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
562  * __GFP_FS.
563  */
564 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
565                                 struct page *page, int error)
566 {
567         lock_page(page);
568         if (page_mapping(page) == mapping)
569                 mapping_set_error(mapping, error);
570         unlock_page(page);
571 }
572
573 /* possible outcome of pageout() */
574 typedef enum {
575         /* failed to write page out, page is locked */
576         PAGE_KEEP,
577         /* move page to the active list, page is locked */
578         PAGE_ACTIVATE,
579         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
580         PAGE_SUCCESS,
581         /* page is clean and locked */
582         PAGE_CLEAN,
583 } pageout_t;
584
585 /*
586  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
587  * Calls ->writepage().
588  */
589 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
590                          struct scan_control *sc)
591 {
592         /*
593          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
594          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
595          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
596          * stalls if we need to run get_block().  We could test
597          * PagePrivate for that.
598          *
599          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
600          * this page's queue, we can perform writeback even if that
601          * will block.
602          *
603          * If the page is swapcache, write it back even if that would
604          * block, for some throttling. This happens by accident, because
605          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
606          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
607          */
608         if (!is_page_cache_freeable(page))
609                 return PAGE_KEEP;
610         if (!mapping) {
611                 /*
612                  * Some data journaling orphaned pages can have
613                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
614                  */
615                 if (page_has_private(page)) {
616                         if (try_to_free_buffers(page)) {
617                                 ClearPageDirty(page);
618                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
619                                 return PAGE_CLEAN;
620                         }
621                 }
622                 return PAGE_KEEP;
623         }
624         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
625                 return PAGE_ACTIVATE;
626         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
627                 return PAGE_KEEP;
628
629         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
630                 int res;
631                 struct writeback_control wbc = {
632                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
633                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
634                         .range_start = 0,
635                         .range_end = LLONG_MAX,
636                         .for_reclaim = 1,
637                 };
638
639                 SetPageReclaim(page);
640                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
641                 if (res < 0)
642                         handle_write_error(mapping, page, res);
643                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
644                         ClearPageReclaim(page);
645                         return PAGE_ACTIVATE;
646                 }
647
648                 if (!PageWriteback(page)) {
649                         /* synchronous write or broken a_ops? */
650                         ClearPageReclaim(page);
651                 }
652                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
653                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
654                 return PAGE_SUCCESS;
655         }
656
657         return PAGE_CLEAN;
658 }
659
660 /*
661  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
662  * gets returned with a refcount of 0.
663  */
664 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
665                             bool reclaimed)
666 {
667         unsigned long flags;
668
669         BUG_ON(!PageLocked(page));
670         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
671
672         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
673         /*
674          * The non racy check for a busy page.
675          *
676          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
677          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
678          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
679          * here, then the following race may occur:
680          *
681          * get_user_pages(&page);
682          * [user mapping goes away]
683          * write_to(page);
684          *                              !PageDirty(page)    [good]
685          * SetPageDirty(page);
686          * put_page(page);
687          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
688          *
689          * [oops, our write_to data is lost]
690          *
691          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
692          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
693          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
694          *
695          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
696          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
697          */
698         if (!page_ref_freeze(page, 2))
699                 goto cannot_free;
700         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
701         if (unlikely(PageDirty(page))) {
702                 page_ref_unfreeze(page, 2);
703                 goto cannot_free;
704         }
705
706         if (PageSwapCache(page)) {
707                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
708                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
709                 __delete_from_swap_cache(page);
710                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
711                 swapcache_free(swap);
712         } else {
713                 void (*freepage)(struct page *);
714                 void *shadow = NULL;
715
716                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
717                 /*
718                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
719                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
720                  *
721                  * But don't store shadows in an address space that is
722                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
723                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
724                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
725                  * back.
726                  *
727                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
728                  * only page cache pages found in these are zero pages
729                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
730                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
731                  * same page_tree.
732                  */
733                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
734                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
735                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
736                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
737                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
738
739                 if (freepage != NULL)
740                         freepage(page);
741         }
742
743         return 1;
744
745 cannot_free:
746         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
747         return 0;
748 }
749
750 /*
751  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
752  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
753  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
754  * this page.
755  */
756 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
757 {
758         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
759                 /*
760                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
761                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
762                  * atomic operation.
763                  */
764                 page_ref_unfreeze(page, 1);
765                 return 1;
766         }
767         return 0;
768 }
769
770 /**
771  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
772  * @page: page to be put back to appropriate lru list
773  *
774  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
775  * Page may still be unevictable for other reasons.
776  *
777  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
778  */
779 void putback_lru_page(struct page *page)
780 {
781         bool is_unevictable;
782         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
783
784         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
785
786 redo:
787         ClearPageUnevictable(page);
788
789         if (page_evictable(page)) {
790                 /*
791                  * For evictable pages, we can use the cache.
792                  * In event of a race, worst case is we end up with an
793                  * unevictable page on [in]active list.
794                  * We know how to handle that.
795                  */
796                 is_unevictable = false;
797                 lru_cache_add(page);
798         } else {
799                 /*
800                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
801                  * list.
802                  */
803                 is_unevictable = true;
804                 add_page_to_unevictable_list(page);
805                 /*
806                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
807                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
808                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
809                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
810                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
811                  * the page back to the evictable list.
812                  *
813                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
814                  */
815                 smp_mb();
816         }
817
818         /*
819          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
820          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
821          * check after we added it to the list, again.
822          */
823         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
824                 if (!isolate_lru_page(page)) {
825                         put_page(page);
826                         goto redo;
827                 }
828                 /* This means someone else dropped this page from LRU
829                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
830                  * nothing to do here.
831                  */
832         }
833
834         if (was_unevictable && !is_unevictable)
835                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
836         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
837                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
838
839         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
840 }
841
842 enum page_references {
843         PAGEREF_RECLAIM,
844         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
845         PAGEREF_KEEP,
846         PAGEREF_ACTIVATE,
847 };
848
849 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
850                                                   struct scan_control *sc)
851 {
852         int referenced_ptes, referenced_page;
853         unsigned long vm_flags;
854
855         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
856                                           &vm_flags);
857         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
858
859         /*
860          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
861          * move the page to the unevictable list.
862          */
863         if (vm_flags & VM_LOCKED)
864                 return PAGEREF_RECLAIM;
865
866         if (referenced_ptes) {
867                 if (PageSwapBacked(page))
868                         return PAGEREF_ACTIVATE;
869                 /*
870                  * All mapped pages start out with page table
871                  * references from the instantiating fault, so we need
872                  * to look twice if a mapped file page is used more
873                  * than once.
874                  *
875                  * Mark it and spare it for another trip around the
876                  * inactive list.  Another page table reference will
877                  * lead to its activation.
878                  *
879                  * Note: the mark is set for activated pages as well
880                  * so that recently deactivated but used pages are
881                  * quickly recovered.
882                  */
883                 SetPageReferenced(page);
884
885                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
886                         return PAGEREF_ACTIVATE;
887
888                 /*
889                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
890                  */
891                 if (vm_flags & VM_EXEC)
892                         return PAGEREF_ACTIVATE;
893
894                 return PAGEREF_KEEP;
895         }
896
897         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
898         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
899                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
900
901         return PAGEREF_RECLAIM;
902 }
903
904 /* Check if a page is dirty or under writeback */
905 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
906                                        bool *dirty, bool *writeback)
907 {
908         struct address_space *mapping;
909
910         /*
911          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
912          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
913          */
914         if (!page_is_file_cache(page) ||
915             (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page))) {
916                 *dirty = false;
917                 *writeback = false;
918                 return;
919         }
920
921         /* By default assume that the page flags are accurate */
922         *dirty = PageDirty(page);
923         *writeback = PageWriteback(page);
924
925         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
926         if (!page_has_private(page))
927                 return;
928
929         mapping = page_mapping(page);
930         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
931                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
932 }
933
934 struct reclaim_stat {
935         unsigned nr_dirty;
936         unsigned nr_unqueued_dirty;
937         unsigned nr_congested;
938         unsigned nr_writeback;
939         unsigned nr_immediate;
940         unsigned nr_activate;
941         unsigned nr_ref_keep;
942         unsigned nr_unmap_fail;
943 };
944
945 /*
946  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
947  */
948 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
949                                       struct pglist_data *pgdat,
950                                       struct scan_control *sc,
951                                       enum ttu_flags ttu_flags,
952                                       struct reclaim_stat *stat,
953                                       bool force_reclaim)
954 {
955         LIST_HEAD(ret_pages);
956         LIST_HEAD(free_pages);
957         int pgactivate = 0;
958         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
959         unsigned nr_dirty = 0;
960         unsigned nr_congested = 0;
961         unsigned nr_reclaimed = 0;
962         unsigned nr_writeback = 0;
963         unsigned nr_immediate = 0;
964         unsigned nr_ref_keep = 0;
965         unsigned nr_unmap_fail = 0;
966
967         cond_resched();
968
969         while (!list_empty(page_list)) {
970                 struct address_space *mapping;
971                 struct page *page;
972                 int may_enter_fs;
973                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
974                 bool dirty, writeback;
975                 int ret = SWAP_SUCCESS;
976
977                 cond_resched();
978
979                 page = lru_to_page(page_list);
980                 list_del(&page->lru);
981
982                 if (!trylock_page(page))
983                         goto keep;
984
985                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
986
987                 sc->nr_scanned++;
988
989                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
990                         goto cull_mlocked;
991
992                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
993                         goto keep_locked;
994
995                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
996                 if ((page_mapped(page) || PageSwapCache(page)) &&
997                     !(PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)))
998                         sc->nr_scanned++;
999
1000                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
1001                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
1002
1003                 /*
1004                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
1005                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1006                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1007                  * is all dirty unqueued pages.
1008                  */
1009                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1010                 if (dirty || writeback)
1011                         nr_dirty++;
1012
1013                 if (dirty && !writeback)
1014                         nr_unqueued_dirty++;
1015
1016                 /*
1017                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1018                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1019                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1020                  * end of the LRU a second time.
1021                  */
1022                 mapping = page_mapping(page);
1023                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1024                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1025                     (writeback && PageReclaim(page)))
1026                         nr_congested++;
1027
1028                 /*
1029                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1030                  * are three cases to consider.
1031                  *
1032                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1033                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1034                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1035                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1036                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1037                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1038                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1039                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1040                  *    caller can stall after page list has been processed.
1041                  *
1042                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1043                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1044                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1045                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1046                  *    reclaim and continue scanning.
1047                  *
1048                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1049                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1050                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1051                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1052                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1053                  *    would probably show more reasons.
1054                  *
1055                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1056                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1057                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1058                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1059                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1060                  *
1061                  * In cases 1) and 2) we activate the pages to get them out of
1062                  * the way while we continue scanning for clean pages on the
1063                  * inactive list and refilling from the active list. The
1064                  * observation here is that waiting for disk writes is more
1065                  * expensive than potentially causing reloads down the line.
1066                  * Since they're marked for immediate reclaim, they won't put
1067                  * memory pressure on the cache working set any longer than it
1068                  * takes to write them to disk.
1069                  */
1070                 if (PageWriteback(page)) {
1071                         /* Case 1 above */
1072                         if (current_is_kswapd() &&
1073                             PageReclaim(page) &&
1074                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1075                                 nr_immediate++;
1076                                 goto activate_locked;
1077
1078                         /* Case 2 above */
1079                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1080                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1081                                 /*
1082                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1083                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1084                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1085                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1086                                  * enough to care.  What we do want is for this
1087                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1088                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1089                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1090                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1091                                  */
1092                                 SetPageReclaim(page);
1093                                 nr_writeback++;
1094                                 goto activate_locked;
1095
1096                         /* Case 3 above */
1097                         } else {
1098                                 unlock_page(page);
1099                                 wait_on_page_writeback(page);
1100                                 /* then go back and try same page again */
1101                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1102                                 continue;
1103                         }
1104                 }
1105
1106                 if (!force_reclaim)
1107                         references = page_check_references(page, sc);
1108
1109                 switch (references) {
1110                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1111                         goto activate_locked;
1112                 case PAGEREF_KEEP:
1113                         nr_ref_keep++;
1114                         goto keep_locked;
1115                 case PAGEREF_RECLAIM:
1116                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1117                         ; /* try to reclaim the page below */
1118                 }
1119
1120                 /*
1121                  * Anonymous process memory has backing store?
1122                  * Try to allocate it some swap space here.
1123                  * Lazyfree page could be freed directly
1124                  */
1125                 if (PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
1126                     !PageSwapCache(page)) {
1127                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1128                                 goto keep_locked;
1129                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1130                                 goto activate_locked;
1131                         may_enter_fs = 1;
1132
1133                         /* Adding to swap updated mapping */
1134                         mapping = page_mapping(page);
1135                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1136                         /* Split file THP */
1137                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1138                                 goto keep_locked;
1139                 }
1140
1141                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1142
1143                 /*
1144                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1145                  * processes. Try to unmap it here.
1146                  */
1147                 if (page_mapped(page)) {
1148                         switch (ret = try_to_unmap(page,
1149                                 ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH)) {
1150                         case SWAP_DIRTY:
1151                                 SetPageSwapBacked(page);
1152                                 /* fall through */
1153                         case SWAP_FAIL:
1154                                 nr_unmap_fail++;
1155                                 goto activate_locked;
1156                         case SWAP_AGAIN:
1157                                 goto keep_locked;
1158                         case SWAP_MLOCK:
1159                                 goto cull_mlocked;
1160                         case SWAP_SUCCESS:
1161                                 ; /* try to free the page below */
1162                         }
1163                 }
1164
1165                 if (PageDirty(page)) {
1166                         /*
1167                          * Only kswapd can writeback filesystem pages
1168                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1169                          * injecting inefficient single-page IO into
1170                          * flusher writeback as much as possible: only
1171                          * write pages when we've encountered many
1172                          * dirty pages, and when we've already scanned
1173                          * the rest of the LRU for clean pages and see
1174                          * the same dirty pages again (PageReclaim).
1175                          */
1176                         if (page_is_file_cache(page) &&
1177                             (!current_is_kswapd() || !PageReclaim(page) ||
1178                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1179                                 /*
1180                                  * Immediately reclaim when written back.
1181                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1182                                  * except we already have the page isolated
1183                                  * and know it's dirty
1184                                  */
1185                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1186                                 SetPageReclaim(page);
1187
1188                                 goto activate_locked;
1189                         }
1190
1191                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1192                                 goto keep_locked;
1193                         if (!may_enter_fs)
1194                                 goto keep_locked;
1195                         if (!sc->may_writepage)
1196                                 goto keep_locked;
1197
1198                         /*
1199                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1200                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1201                          * starts and then write it out here.
1202                          */
1203                         try_to_unmap_flush_dirty();
1204                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1205                         case PAGE_KEEP:
1206                                 goto keep_locked;
1207                         case PAGE_ACTIVATE:
1208                                 goto activate_locked;
1209                         case PAGE_SUCCESS:
1210                                 if (PageWriteback(page))
1211                                         goto keep;
1212                                 if (PageDirty(page))
1213                                         goto keep;
1214
1215                                 /*
1216                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1217                                  * ahead and try to reclaim the page.
1218                                  */
1219                                 if (!trylock_page(page))
1220                                         goto keep;
1221                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1222                                         goto keep_locked;
1223                                 mapping = page_mapping(page);
1224                         case PAGE_CLEAN:
1225                                 ; /* try to free the page below */
1226                         }
1227                 }
1228
1229                 /*
1230                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1231                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1232                  * the page as well.
1233                  *
1234                  * We do this even if the page is PageDirty().
1235                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1236                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1237                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1238                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1239                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1240                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1241                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1242                  *
1243                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1244                  * the pages which were not successfully invalidated in
1245                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1246                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1247                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1248                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1249                  */
1250                 if (page_has_private(page)) {
1251                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1252                                 goto activate_locked;
1253                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1254                                 unlock_page(page);
1255                                 if (put_page_testzero(page))
1256                                         goto free_it;
1257                                 else {
1258                                         /*
1259                                          * rare race with speculative reference.
1260                                          * the speculative reference will free
1261                                          * this page shortly, so we may
1262                                          * increment nr_reclaimed here (and
1263                                          * leave it off the LRU).
1264                                          */
1265                                         nr_reclaimed++;
1266                                         continue;
1267                                 }
1268                         }
1269                 }
1270
1271                 if (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)) {
1272                         /* follow __remove_mapping for reference */
1273                         if (!page_ref_freeze(page, 1))
1274                                 goto keep_locked;
1275                         if (PageDirty(page)) {
1276                                 page_ref_unfreeze(page, 1);
1277                                 goto keep_locked;
1278                         }
1279
1280                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1281                 } else if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1282                         goto keep_locked;
1283                 /*
1284                  * At this point, we have no other references and there is
1285                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1286                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1287                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1288                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1289                  */
1290                 __ClearPageLocked(page);
1291 free_it:
1292                 nr_reclaimed++;
1293
1294                 /*
1295                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1296                  * appear not as the counts should be low
1297                  */
1298                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1299                 continue;
1300
1301 cull_mlocked:
1302                 if (PageSwapCache(page))
1303                         try_to_free_swap(page);
1304                 unlock_page(page);
1305                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1306                 continue;
1307
1308 activate_locked:
1309                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1310                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1311                         try_to_free_swap(page);
1312                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1313                 SetPageActive(page);
1314                 pgactivate++;
1315 keep_locked:
1316                 unlock_page(page);
1317 keep:
1318                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1319                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1320         }
1321
1322         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1323         try_to_unmap_flush();
1324         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1325
1326         list_splice(&ret_pages, page_list);
1327         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1328
1329         if (stat) {
1330                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1331                 stat->nr_congested = nr_congested;
1332                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1333                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1334                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1335                 stat->nr_activate = pgactivate;
1336                 stat->nr_ref_keep = nr_ref_keep;
1337                 stat->nr_unmap_fail = nr_unmap_fail;
1338         }
1339         return nr_reclaimed;
1340 }
1341
1342 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1343                                             struct list_head *page_list)
1344 {
1345         struct scan_control sc = {
1346                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1347                 .priority = DEF_PRIORITY,
1348                 .may_unmap = 1,
1349         };
1350         unsigned long ret;
1351         struct page *page, *next;
1352         LIST_HEAD(clean_pages);
1353
1354         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1355                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1356                     !__PageMovable(page)) {
1357                         ClearPageActive(page);
1358                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1359                 }
1360         }
1361
1362         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1363                         TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1364         list_splice(&clean_pages, page_list);
1365         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1366         return ret;
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1371  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1372  * freed elsewhere are also ignored.
1373  *
1374  * page:        page to consider
1375  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1376  *
1377  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1378  */
1379 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1380 {
1381         int ret = -EINVAL;
1382
1383         /* Only take pages on the LRU. */
1384         if (!PageLRU(page))
1385                 return ret;
1386
1387         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1388         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1389                 return ret;
1390
1391         ret = -EBUSY;
1392
1393         /*
1394          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1395          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1396          * blocking - clean pages for the most part.
1397          *
1398          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1399          * that it is possible to migrate without blocking
1400          */
1401         if (mode & ISOLATE_ASYNC_MIGRATE) {
1402                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1403                 if (PageWriteback(page))
1404                         return ret;
1405
1406                 if (PageDirty(page)) {
1407                         struct address_space *mapping;
1408
1409                         /*
1410                          * Only pages without mappings or that have a
1411                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1412                          * without blocking
1413                          */
1414                         mapping = page_mapping(page);
1415                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1416                                 return ret;
1417                 }
1418         }
1419
1420         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1421                 return ret;
1422
1423         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1424                 /*
1425                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1426                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1427                  * page release code relies on it.
1428                  */
1429                 ClearPageLRU(page);
1430                 ret = 0;
1431         }
1432
1433         return ret;
1434 }
1435
1436
1437 /*
1438  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1439  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1440  */
1441 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1442                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1443 {
1444         int zid;
1445
1446         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1447                 if (!nr_zone_taken[zid])
1448                         continue;
1449
1450                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1451 #ifdef CONFIG_MEMCG
1452                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1453 #endif
1454         }
1455
1456 }
1457
1458 /*
1459  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1460  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1461  * and working on them outside the LRU lock.
1462  *
1463  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1464  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1465  *
1466  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1467  *
1468  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1469  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1470  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1471  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1472  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1473  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1474  * @lru:        LRU list id for isolating
1475  *
1476  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1477  */
1478 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1479                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1480                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1481                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1482 {
1483         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1484         unsigned long nr_taken = 0;
1485         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1486         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1487         unsigned long skipped = 0;
1488         unsigned long scan, nr_pages;
1489         LIST_HEAD(pages_skipped);
1490
1491         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1492                                         !list_empty(src); scan++) {
1493                 struct page *page;
1494
1495                 page = lru_to_page(src);
1496                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1497
1498                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1499
1500                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1501                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1502                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1503                         continue;
1504                 }
1505
1506                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1507                 case 0:
1508                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1509                         nr_taken += nr_pages;
1510                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1511                         list_move(&page->lru, dst);
1512                         break;
1513
1514                 case -EBUSY:
1515                         /* else it is being freed elsewhere */
1516                         list_move(&page->lru, src);
1517                         continue;
1518
1519                 default:
1520                         BUG();
1521                 }
1522         }
1523
1524         /*
1525          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1526          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1527          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1528          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1529          * system at risk of premature OOM.
1530          */
1531         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1532                 int zid;
1533
1534                 list_splice(&pages_skipped, src);
1535                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1536                         if (!nr_skipped[zid])
1537                                 continue;
1538
1539                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1540                         skipped += nr_skipped[zid];
1541                 }
1542         }
1543         *nr_scanned = scan;
1544         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1545                                     scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1546         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1547         return nr_taken;
1548 }
1549
1550 /**
1551  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1552  * @page: page to isolate from its LRU list
1553  *
1554  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1555  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1556  *
1557  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1558  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1559  *
1560  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1561  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1562  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1563  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1564  *
1565  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1566  * found will be decremented.
1567  *
1568  * Restrictions:
1569  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1570  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1571  *     without a stable reference).
1572  * (2) the lru_lock must not be held.
1573  * (3) interrupts must be enabled.
1574  */
1575 int isolate_lru_page(struct page *page)
1576 {
1577         int ret = -EBUSY;
1578
1579         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1580         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1581
1582         if (PageLRU(page)) {
1583                 struct zone *zone = page_zone(page);
1584                 struct lruvec *lruvec;
1585
1586                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1587                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1588                 if (PageLRU(page)) {
1589                         int lru = page_lru(page);
1590                         get_page(page);
1591                         ClearPageLRU(page);
1592                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1593                         ret = 0;
1594                 }
1595                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1596         }
1597         return ret;
1598 }
1599
1600 /*
1601  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1602  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1603  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1604  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1605  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1606  */
1607 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1608                 struct scan_control *sc)
1609 {
1610         unsigned long inactive, isolated;
1611
1612         if (current_is_kswapd())
1613                 return 0;
1614
1615         if (!sane_reclaim(sc))
1616                 return 0;
1617
1618         if (file) {
1619                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1620                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1621         } else {
1622                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1623                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1624         }
1625
1626         /*
1627          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1628          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1629          * deadlock.
1630          */
1631         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1632                 inactive >>= 3;
1633
1634         return isolated > inactive;
1635 }
1636
1637 static noinline_for_stack void
1638 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1639 {
1640         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1641         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1642         LIST_HEAD(pages_to_free);
1643
1644         /*
1645          * Put back any unfreeable pages.
1646          */
1647         while (!list_empty(page_list)) {
1648                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1649                 int lru;
1650
1651                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1652                 list_del(&page->lru);
1653                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1654                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1655                         putback_lru_page(page);
1656                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1657                         continue;
1658                 }
1659
1660                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1661
1662                 SetPageLRU(page);
1663                 lru = page_lru(page);
1664                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1665
1666                 if (is_active_lru(lru)) {
1667                         int file = is_file_lru(lru);
1668                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1669                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1670                 }
1671                 if (put_page_testzero(page)) {
1672                         __ClearPageLRU(page);
1673                         __ClearPageActive(page);
1674                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1675
1676                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1677                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1678                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1679                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1680                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1681                         } else
1682                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1683                 }
1684         }
1685
1686         /*
1687          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1688          */
1689         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1690 }
1691
1692 /*
1693  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1694  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1695  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1696  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1697  */
1698 static int current_may_throttle(void)
1699 {
1700         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1701                 current->backing_dev_info == NULL ||
1702                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1703 }
1704
1705 /*
1706  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1707  * of reclaimed pages
1708  */
1709 static noinline_for_stack unsigned long
1710 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1711                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1712 {
1713         LIST_HEAD(page_list);
1714         unsigned long nr_scanned;
1715         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1716         unsigned long nr_taken;
1717         struct reclaim_stat stat = {};
1718         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1719         int file = is_file_lru(lru);
1720         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1721         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1722
1723         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1724                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1725
1726                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1727                 if (fatal_signal_pending(current))
1728                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1729         }
1730
1731         lru_add_drain();
1732
1733         if (!sc->may_unmap)
1734                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1735
1736         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1737
1738         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1739                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1740
1741         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1742         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1743
1744         if (global_reclaim(sc)) {
1745                 if (current_is_kswapd())
1746                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1747                 else
1748                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1749         }
1750         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1751
1752         if (nr_taken == 0)
1753                 return 0;
1754
1755         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, 0,
1756                                 &stat, false);
1757
1758         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1759
1760         if (global_reclaim(sc)) {
1761                 if (current_is_kswapd())
1762                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1763                 else
1764                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1765         }
1766
1767         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1768
1769         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1770
1771         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1772
1773         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1774         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1775
1776         /*
1777          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1778          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1779          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1780          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1781          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1782          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1783          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1784          * same way balance_dirty_pages() manages.
1785          *
1786          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1787          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1788          * are encountered in the nr_immediate check below.
1789          */
1790         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1791                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1792
1793         /*
1794          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1795          * stalling here.
1796          */
1797         if (sane_reclaim(sc)) {
1798                 /*
1799                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1800                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1801                  */
1802                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1803                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1804
1805                 /*
1806                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1807                  * implies that flushers are not doing their job. This can
1808                  * happen when memory pressure pushes dirty pages to the end of
1809                  * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
1810                  * data has expired. It can also happen when the proportion of
1811                  * dirty pages grows not through writes but through memory
1812                  * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
1813                  * the flushers simply cannot keep up with the allocation
1814                  * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep, but
1815                  * also allow kswapd to start writing pages during reclaim.
1816                  */
1817                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken) {
1818                         wakeup_flusher_threads(0, WB_REASON_VMSCAN);
1819                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1820                 }
1821
1822                 /*
1823                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1824                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1825                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1826                  * they are written so also forcibly stall.
1827                  */
1828                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1829                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1830         }
1831
1832         /*
1833          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1834          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1835          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1836          */
1837         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1838             current_may_throttle())
1839                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1840
1841         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1842                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1843                         stat.nr_dirty,  stat.nr_writeback,
1844                         stat.nr_congested, stat.nr_immediate,
1845                         stat.nr_activate, stat.nr_ref_keep,
1846                         stat.nr_unmap_fail,
1847                         sc->priority, file);
1848         return nr_reclaimed;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1853  *
1854  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1855  * processes, from rmap.
1856  *
1857  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1858  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1859  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1860  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1861  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1862  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1863  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1864  *
1865  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1866  * But we had to alter page->flags anyway.
1867  *
1868  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1869  */
1870
1871 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1872                                      struct list_head *list,
1873                                      struct list_head *pages_to_free,
1874                                      enum lru_list lru)
1875 {
1876         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1877         struct page *page;
1878         int nr_pages;
1879         int nr_moved = 0;
1880
1881         while (!list_empty(list)) {
1882                 page = lru_to_page(list);
1883                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1884
1885                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1886                 SetPageLRU(page);
1887
1888                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1889                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1890                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1891
1892                 if (put_page_testzero(page)) {
1893                         __ClearPageLRU(page);
1894                         __ClearPageActive(page);
1895                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1896
1897                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1898                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1899                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1900                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1901                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1902                         } else
1903                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1904                 } else {
1905                         nr_moved += nr_pages;
1906                 }
1907         }
1908
1909         if (!is_active_lru(lru))
1910                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_moved);
1911
1912         return nr_moved;
1913 }
1914
1915 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1916                                struct lruvec *lruvec,
1917                                struct scan_control *sc,
1918                                enum lru_list lru)
1919 {
1920         unsigned long nr_taken;
1921         unsigned long nr_scanned;
1922         unsigned long vm_flags;
1923         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1924         LIST_HEAD(l_active);
1925         LIST_HEAD(l_inactive);
1926         struct page *page;
1927         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1928         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1929         unsigned nr_rotated = 0;
1930         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1931         int file = is_file_lru(lru);
1932         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1933
1934         lru_add_drain();
1935
1936         if (!sc->may_unmap)
1937                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1938
1939         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1940
1941         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1942                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1943
1944         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1945         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1946
1947         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1948
1949         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1950
1951         while (!list_empty(&l_hold)) {
1952                 cond_resched();
1953                 page = lru_to_page(&l_hold);
1954                 list_del(&page->lru);
1955
1956                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1957                         putback_lru_page(page);
1958                         continue;
1959                 }
1960
1961                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1962                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1963                                 if (page_has_private(page))
1964                                         try_to_release_page(page, 0);
1965                                 unlock_page(page);
1966                         }
1967                 }
1968
1969                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1970                                     &vm_flags)) {
1971                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1972                         /*
1973                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1974                          * give them one more trip around the active list. So
1975                          * that executable code get better chances to stay in
1976                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1977                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1978                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1979                          * so we ignore them here.
1980                          */
1981                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1982                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1983                                 continue;
1984                         }
1985                 }
1986
1987                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1988                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1989         }
1990
1991         /*
1992          * Move pages back to the lru list.
1993          */
1994         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1995         /*
1996          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1997          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1998          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1999          * get_scan_count.
2000          */
2001         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2002
2003         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2004         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2005         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2006         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2007
2008         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2009         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2010         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2011                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2012 }
2013
2014 /*
2015  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2016  * to do too much work.
2017  *
2018  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2019  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2020  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2021  *
2022  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2023  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2024  *
2025  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2026  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2027  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2028  *
2029  * total     target    max
2030  * memory    ratio     inactive
2031  * -------------------------------------
2032  *   10MB       1         5MB
2033  *  100MB       1        50MB
2034  *    1GB       3       250MB
2035  *   10GB      10       0.9GB
2036  *  100GB      31         3GB
2037  *    1TB     101        10GB
2038  *   10TB     320        32GB
2039  */
2040 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2041                                                 struct scan_control *sc, bool trace)
2042 {
2043         unsigned long inactive_ratio;
2044         unsigned long inactive, active;
2045         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2046         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2047         unsigned long gb;
2048
2049         /*
2050          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2051          * is pointless.
2052          */
2053         if (!file && !total_swap_pages)
2054                 return false;
2055
2056         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2057         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2058
2059         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2060         if (gb)
2061                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2062         else
2063                 inactive_ratio = 1;
2064
2065         if (trace)
2066                 trace_mm_vmscan_inactive_list_is_low(lruvec_pgdat(lruvec)->node_id,
2067                                 sc->reclaim_idx,
2068                                 lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, MAX_NR_ZONES), inactive,
2069                                 lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, MAX_NR_ZONES), active,
2070                                 inactive_ratio, file);
2071
2072         return inactive * inactive_ratio < active;
2073 }
2074
2075 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2076                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2077 {
2078         if (is_active_lru(lru)) {
2079                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc, true))
2080                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2081                 return 0;
2082         }
2083
2084         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2085 }
2086
2087 enum scan_balance {
2088         SCAN_EQUAL,
2089         SCAN_FRACT,
2090         SCAN_ANON,
2091         SCAN_FILE,
2092 };
2093
2094 /*
2095  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2096  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2097  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2098  * onto the active list instead of evict.
2099  *
2100  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2101  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2102  */
2103 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2104                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2105                            unsigned long *lru_pages)
2106 {
2107         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2108         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2109         u64 fraction[2];
2110         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2111         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2112         unsigned long anon_prio, file_prio;
2113         enum scan_balance scan_balance;
2114         unsigned long anon, file;
2115         unsigned long ap, fp;
2116         enum lru_list lru;
2117
2118         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2119         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2120                 scan_balance = SCAN_FILE;
2121                 goto out;
2122         }
2123
2124         /*
2125          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2126          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2127          * disable swapping for individual groups completely when
2128          * using the memory controller's swap limit feature would be
2129          * too expensive.
2130          */
2131         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2132                 scan_balance = SCAN_FILE;
2133                 goto out;
2134         }
2135
2136         /*
2137          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2138          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2139          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2140          */
2141         if (!sc->priority && swappiness) {
2142                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2143                 goto out;
2144         }
2145
2146         /*
2147          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2148          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2149          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2150          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2151          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2152          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2153          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2154          */
2155         if (global_reclaim(sc)) {
2156                 unsigned long pgdatfile;
2157                 unsigned long pgdatfree;
2158                 int z;
2159                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2160
2161                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2162                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2163                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2164
2165                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2166                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2167                         if (!managed_zone(zone))
2168                                 continue;
2169
2170                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2171                 }
2172
2173                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2174                         scan_balance = SCAN_ANON;
2175                         goto out;
2176                 }
2177         }
2178
2179         /*
2180          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2181          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2182          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2183          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2184          * Without the second condition we could end up never scanning an
2185          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2186          * system is under heavy pressure.
2187          */
2188         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc, false) &&
2189             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2190                 scan_balance = SCAN_FILE;
2191                 goto out;
2192         }
2193
2194         scan_balance = SCAN_FRACT;
2195
2196         /*
2197          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2198          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2199          */
2200         anon_prio = swappiness;
2201         file_prio = 200 - anon_prio;
2202
2203         /*
2204          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2205          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2206          * ratios to determine how valuable each cache is.
2207          *
2208          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2209          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2210          * up weighing recent references more than old ones.
2211          *
2212          * anon in [0], file in [1]
2213          */
2214
2215         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2216                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2217         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2218                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2219
2220         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2221         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2222                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2223                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2224         }
2225
2226         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2227                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2228                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2229         }
2230
2231         /*
2232          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2233          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2234          * each list that were recently referenced and in active use.
2235          */
2236         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2237         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2238
2239         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2240         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2241         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2242
2243         fraction[0] = ap;
2244         fraction[1] = fp;
2245         denominator = ap + fp + 1;
2246 out:
2247         *lru_pages = 0;
2248         for_each_evictable_lru(lru) {
2249                 int file = is_file_lru(lru);
2250                 unsigned long size;
2251                 unsigned long scan;
2252
2253                 size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2254                 scan = size >> sc->priority;
2255                 /*
2256                  * If the cgroup's already been deleted, make sure to
2257                  * scrape out the remaining cache.
2258                  */
2259                 if (!scan && !mem_cgroup_online(memcg))
2260                         scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2261
2262                 switch (scan_balance) {
2263                 case SCAN_EQUAL:
2264                         /* Scan lists relative to size */
2265                         break;
2266                 case SCAN_FRACT:
2267                         /*
2268                          * Scan types proportional to swappiness and
2269                          * their relative recent reclaim efficiency.
2270                          */
2271                         scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2272                                          denominator);
2273                         break;
2274                 case SCAN_FILE:
2275                 case SCAN_ANON:
2276                         /* Scan one type exclusively */
2277                         if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2278                                 size = 0;
2279                                 scan = 0;
2280                         }
2281                         break;
2282                 default:
2283                         /* Look ma, no brain */
2284                         BUG();
2285                 }
2286
2287                 *lru_pages += size;
2288                 nr[lru] = scan;
2289         }
2290 }
2291
2292 /*
2293  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2294  */
2295 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2296                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2297 {
2298         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2299         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2300         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2301         unsigned long nr_to_scan;
2302         enum lru_list lru;
2303         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2304         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2305         struct blk_plug plug;
2306         bool scan_adjusted;
2307
2308         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2309
2310         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2311         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2312
2313         /*
2314          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2315          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2316          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2317          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2318          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2319          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2320          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2321          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2322          * dropped to zero at the first pass.
2323          */
2324         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2325                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2326
2327         blk_start_plug(&plug);
2328         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2329                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2330                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2331                 unsigned long nr_scanned;
2332
2333                 for_each_evictable_lru(lru) {
2334                         if (nr[lru]) {
2335                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2336                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2337
2338                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2339                                                             lruvec, sc);
2340                         }
2341                 }
2342
2343                 cond_resched();
2344
2345                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2346                         continue;
2347
2348                 /*
2349                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2350                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2351                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2352                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2353                  * proportional to the original scan target.
2354                  */
2355                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2356                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2357
2358                 /*
2359                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2360                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2361                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2362                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2363                  */
2364                 if (!nr_file || !nr_anon)
2365                         break;
2366
2367                 if (nr_file > nr_anon) {
2368                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2369                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2370                         lru = LRU_BASE;
2371                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2372                 } else {
2373                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2374                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2375                         lru = LRU_FILE;
2376                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2377                 }
2378
2379                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2380                 nr[lru] = 0;
2381                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2382
2383                 /*
2384                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2385                  * scan target and the percentage scanning already complete
2386                  */
2387                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2388                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2389                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2390                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2391
2392                 lru += LRU_ACTIVE;
2393                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2394                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2395                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2396
2397                 scan_adjusted = true;
2398         }
2399         blk_finish_plug(&plug);
2400         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2401
2402         /*
2403          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2404          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2405          */
2406         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
2407                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2408                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2409 }
2410
2411 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2412 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2413 {
2414         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2415                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2416                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2417                 return true;
2418
2419         return false;
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2424  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2425  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2426  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2427  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2428  */
2429 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2430                                         unsigned long nr_reclaimed,
2431                                         unsigned long nr_scanned,
2432                                         struct scan_control *sc)
2433 {
2434         unsigned long pages_for_compaction;
2435         unsigned long inactive_lru_pages;
2436         int z;
2437
2438         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2439         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2440                 return false;
2441
2442         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2443         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2444                 /*
2445                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2446                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2447                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2448                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2449                  */
2450                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2451                         return false;
2452         } else {
2453                 /*
2454                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2455                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2456                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2457                  * pages that were scanned. This will return to the
2458                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2459                  * the resulting allocation attempt fails
2460                  */
2461                 if (!nr_reclaimed)
2462                         return false;
2463         }
2464
2465         /*
2466          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2467          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2468          */
2469         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2470         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2471         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2472                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2473         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2474                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2475                 return true;
2476
2477         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2478         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2479                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2480                 if (!managed_zone(zone))
2481                         continue;
2482
2483                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2484                 case COMPACT_SUCCESS:
2485                 case COMPACT_CONTINUE:
2486                         return false;
2487                 default:
2488                         /* check next zone */
2489                         ;
2490                 }
2491         }
2492         return true;
2493 }
2494
2495 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2496 {
2497         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2498         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2499         bool reclaimable = false;
2500
2501         do {
2502                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2503                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2504                         .pgdat = pgdat,
2505                         .priority = sc->priority,
2506                 };
2507                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2508                 struct mem_cgroup *memcg;
2509
2510                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2511                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2512
2513                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2514                 do {
2515                         unsigned long lru_pages;
2516                         unsigned long reclaimed;
2517                         unsigned long scanned;
2518
2519                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2520                                 if (!sc->memcg_low_reclaim) {
2521                                         sc->memcg_low_skipped = 1;
2522                                         continue;
2523                                 }
2524                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2525                         }
2526
2527                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2528                         scanned = sc->nr_scanned;
2529
2530                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2531                         node_lru_pages += lru_pages;
2532
2533                         if (memcg)
2534                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2535                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2536                                             lru_pages);
2537
2538                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2539                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2540                                    sc->nr_scanned - scanned,
2541                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2542
2543                         /*
2544                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2545                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2546                          * node.
2547                          *
2548                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2549                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2550                          * retry with decreasing priority if one round over the
2551                          * whole hierarchy is not sufficient.
2552                          */
2553                         if (!global_reclaim(sc) &&
2554                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2555                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2556                                 break;
2557                         }
2558                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2559
2560                 /*
2561                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2562                  * the eligible LRU pages were scanned.
2563                  */
2564                 if (global_reclaim(sc))
2565                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2566                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2567                                     node_lru_pages);
2568
2569                 if (reclaim_state) {
2570                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2571                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2572                 }
2573
2574                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2575                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2576                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2577                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2578
2579                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2580                         reclaimable = true;
2581
2582         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2583                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2584
2585         /*
2586          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
2587          * many failures to reclaim anything from them and goes to
2588          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
2589          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
2590          */
2591         if (reclaimable)
2592                 pgdat->kswapd_failures = 0;
2593
2594         return reclaimable;
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2599  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2600  * should reclaim first.
2601  */
2602 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2603 {
2604         unsigned long watermark;
2605         enum compact_result suitable;
2606
2607         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2608         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2609                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2610                 return true;
2611         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2612                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2613                 return false;
2614
2615         /*
2616          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2617          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2618          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2619          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2620          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2621          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2622          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2623          */
2624         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2625
2626         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2627 }
2628
2629 /*
2630  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2631  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2632  * request.
2633  *
2634  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2635  * scan then give up on it.
2636  */
2637 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2638 {
2639         struct zoneref *z;
2640         struct zone *zone;
2641         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2642         unsigned long nr_soft_scanned;
2643         gfp_t orig_mask;
2644         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2645
2646         /*
2647          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2648          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2649          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2650          */
2651         orig_mask = sc->gfp_mask;
2652         if (buffer_heads_over_limit) {
2653                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2654                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2655         }
2656
2657         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2658                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2659                 /*
2660                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2661                  * to global LRU.
2662                  */
2663                 if (global_reclaim(sc)) {
2664                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2665                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2666                                 continue;
2667
2668                         /*
2669                          * If we already have plenty of memory free for
2670                          * compaction in this zone, don't free any more.
2671                          * Even though compaction is invoked for any
2672                          * non-zero order, only frequent costly order
2673                          * reclamation is disruptive enough to become a
2674                          * noticeable problem, like transparent huge
2675                          * page allocations.
2676                          */
2677                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2678                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2679                             compaction_ready(zone, sc)) {
2680                                 sc->compaction_ready = true;
2681                                 continue;
2682                         }
2683
2684                         /*
2685                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2686                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2687                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2688                          * the user prefers lower zones being preserved.
2689                          */
2690                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2691                                 continue;
2692
2693                         /*
2694                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2695                          * and returns the number of reclaimed pages and
2696                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2697                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2698                          */
2699                         nr_soft_scanned = 0;
2700                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2701                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2702                                                 &nr_soft_scanned);
2703                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2704                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2705                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2706                 }
2707
2708                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2709                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2710                         continue;
2711                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2712                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2713         }
2714
2715         /*
2716          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2717          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2718          */
2719         sc->gfp_mask = orig_mask;
2720 }
2721
2722 /*
2723  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2724  *
2725  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2726  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2727  *
2728  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2729  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2730  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2731  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2732  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2733  * work, and the allocation attempt will fail.
2734  *
2735  * returns:     0, if no pages reclaimed
2736  *              else, the number of pages reclaimed
2737  */
2738 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2739                                           struct scan_control *sc)
2740 {
2741         int initial_priority = sc->priority;
2742 retry:
2743         delayacct_freepages_start();
2744
2745         if (global_reclaim(sc))
2746                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2747
2748         do {
2749                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2750                                 sc->priority);
2751                 sc->nr_scanned = 0;
2752                 shrink_zones(zonelist, sc);
2753
2754                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2755                         break;
2756
2757                 if (sc->compaction_ready)
2758                         break;
2759
2760                 /*
2761                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2762                  * writepage even in laptop mode.
2763                  */
2764                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2765                         sc->may_writepage = 1;
2766         } while (--sc->priority >= 0);
2767
2768         delayacct_freepages_end();
2769
2770         if (sc->nr_reclaimed)
2771                 return sc->nr_reclaimed;
2772
2773         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2774         if (sc->compaction_ready)
2775                 return 1;
2776
2777         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2778         if (sc->memcg_low_skipped) {
2779                 sc->priority = initial_priority;
2780                 sc->memcg_low_reclaim = 1;
2781                 sc->memcg_low_skipped = 0;
2782                 goto retry;
2783         }
2784
2785         return 0;
2786 }
2787
2788 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
2789 {
2790         struct zone *zone;
2791         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2792         unsigned long free_pages = 0;
2793         int i;
2794         bool wmark_ok;
2795
2796         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
2797                 return true;
2798
2799         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2800                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2801                 if (!managed_zone(zone))
2802                         continue;
2803
2804                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
2805                         continue;
2806
2807                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2808                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2809         }
2810
2811         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2812         if (!pfmemalloc_reserve)
2813                 return true;
2814
2815         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2816
2817         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2818         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2819                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2820                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2821                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2822         }
2823
2824         return wmark_ok;
2825 }
2826
2827 /*
2828  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2829  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2830  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2831  * when the low watermark is reached.
2832  *
2833  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2834  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2835  */
2836 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2837                                         nodemask_t *nodemask)
2838 {
2839         struct zoneref *z;
2840         struct zone *zone;
2841         pg_data_t *pgdat = NULL;
2842
2843         /*
2844          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2845          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2846          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2847          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2848          * processes to block on log_wait_commit().
2849          */
2850         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2851                 goto out;
2852
2853         /*
2854          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2855          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2856          */
2857         if (fatal_signal_pending(current))
2858                 goto out;
2859
2860         /*
2861          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2862          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2863          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2864          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2865          *
2866          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2867          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2868          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2869          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2870          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2871          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2872          * should make reasonable progress.
2873          */
2874         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2875                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2876                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2877                         continue;
2878
2879                 /* Throttle based on the first usable node */
2880                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2881                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
2882                         goto out;
2883                 break;
2884         }
2885
2886         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2887         if (!pgdat)
2888                 goto out;
2889
2890         /* Account for the throttling */
2891         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2892
2893         /*
2894          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2895          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2896          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2897          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2898          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2899          * second before continuing.
2900          */
2901         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2902                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2903                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
2904
2905                 goto check_pending;
2906         }
2907
2908         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2909         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2910                 allow_direct_reclaim(pgdat));
2911
2912 check_pending:
2913         if (fatal_signal_pending(current))
2914                 return true;
2915
2916 out:
2917         return false;
2918 }
2919
2920 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2921                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2922 {
2923         unsigned long nr_reclaimed;
2924         struct scan_control sc = {
2925                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2926                 .gfp_mask = (gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask)),
2927                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2928                 .order = order,
2929                 .nodemask = nodemask,
2930                 .priority = DEF_PRIORITY,
2931                 .may_writepage = !laptop_mode,
2932                 .may_unmap = 1,
2933                 .may_swap = 1,
2934         };
2935
2936         /*
2937          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2938          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2939          * point.
2940          */
2941         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2942                 return 1;
2943
2944         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2945                                 sc.may_writepage,
2946                                 gfp_mask,
2947                                 sc.reclaim_idx);
2948
2949         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2950
2951         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2952
2953         return nr_reclaimed;
2954 }
2955
2956 #ifdef CONFIG_MEMCG
2957
2958 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2959                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2960                                                 pg_data_t *pgdat,
2961                                                 unsigned long *nr_scanned)
2962 {
2963         struct scan_control sc = {
2964                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2965                 .target_mem_cgroup = memcg,
2966                 .may_writepage = !laptop_mode,
2967                 .may_unmap = 1,
2968                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
2969                 .may_swap = !noswap,
2970         };
2971         unsigned long lru_pages;
2972
2973         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2974                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2975
2976         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2977                                                       sc.may_writepage,
2978                                                       sc.gfp_mask,
2979                                                       sc.reclaim_idx);
2980
2981         /*
2982          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2983          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
2984          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
2985          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
2986          * the priority and make it zero.
2987          */
2988         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
2989
2990         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
2991
2992         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
2993         return sc.nr_reclaimed;
2994 }
2995
2996 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
2997                                            unsigned long nr_pages,
2998                                            gfp_t gfp_mask,
2999                                            bool may_swap)
3000 {
3001         struct zonelist *zonelist;
3002         unsigned long nr_reclaimed;
3003         int nid;
3004         struct scan_control sc = {
3005                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3006                 .gfp_mask = (current_gfp_context(gfp_mask) & GFP_RECLAIM_MASK) |
3007                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3008                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3009                 .target_mem_cgroup = memcg,
3010                 .priority = DEF_PRIORITY,
3011                 .may_writepage = !laptop_mode,
3012                 .may_unmap = 1,
3013                 .may_swap = may_swap,
3014         };
3015
3016         /*
3017          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3018          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3019          * scan does not need to be the current node.
3020          */
3021         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3022
3023         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3024
3025         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3026                                             sc.may_writepage,
3027                                             sc.gfp_mask,
3028                                             sc.reclaim_idx);
3029
3030         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3031         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3032         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3033
3034         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3035
3036         return nr_reclaimed;
3037 }
3038 #endif
3039
3040 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3041                                 struct scan_control *sc)
3042 {
3043         struct mem_cgroup *memcg;
3044
3045         if (!total_swap_pages)
3046                 return;
3047
3048         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3049         do {
3050                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3051
3052                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
3053                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3054                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3055
3056                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3057         } while (memcg);
3058 }
3059
3060 /*
3061  * Returns true if there is an eligible zone balanced for the request order
3062  * and classzone_idx
3063  */
3064 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3065 {
3066         int i;
3067         unsigned long mark = -1;
3068         struct zone *zone;
3069
3070         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3071                 zone = pgdat->node_zones + i;
3072
3073                 if (!managed_zone(zone))
3074                         continue;
3075
3076                 mark = high_wmark_pages(zone);
3077                 if (zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3078                         return true;
3079         }
3080
3081         /*
3082          * If a node has no populated zone within classzone_idx, it does not
3083          * need balancing by definition. This can happen if a zone-restricted
3084          * allocation tries to wake a remote kswapd.
3085          */
3086         if (mark == -1)
3087                 return true;
3088
3089         return false;
3090 }
3091
3092 /* Clear pgdat state for congested, dirty or under writeback. */
3093 static void clear_pgdat_congested(pg_data_t *pgdat)
3094 {
3095         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
3096         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
3097         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
3098 }
3099
3100 /*
3101  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3102  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3103  *
3104  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3105  */
3106 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3107 {
3108         /*
3109          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3110          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
3111          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3112          * throttled. There is also a potential race if processes get
3113          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3114          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3115          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3116          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3117          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3118          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3119          * that here we are under prepare_to_wait().
3120          */
3121         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3122                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3123
3124         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3125         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3126                 return true;
3127
3128         if (pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx)) {
3129                 clear_pgdat_congested(pgdat);
3130                 return true;
3131         }
3132
3133         return false;
3134 }
3135
3136 /*
3137  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3138  * zone that is currently unbalanced.
3139  *
3140  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3141  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3142  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3143  */
3144 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3145                                struct scan_control *sc)
3146 {
3147         struct zone *zone;
3148         int z;
3149
3150         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3151         sc->nr_to_reclaim = 0;
3152         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3153                 zone = pgdat->node_zones + z;
3154                 if (!managed_zone(zone))
3155                         continue;
3156
3157                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3158         }
3159
3160         /*
3161          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3162          * now pressure is applied based on node LRU order.
3163          */
3164         shrink_node(pgdat, sc);
3165
3166         /*
3167          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3168          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3169          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3170          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3171          * can direct reclaim/compact.
3172          */
3173         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3174                 sc->order = 0;
3175
3176         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3177 }
3178
3179 /*
3180  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3181  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3182  * balanced.
3183  *
3184  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3185  *
3186  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3187  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3188  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3189  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3190  * balanced.
3191  */
3192 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3193 {
3194         int i;
3195         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3196         unsigned long nr_soft_scanned;
3197         struct zone *zone;
3198         struct scan_control sc = {
3199                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3200                 .order = order,
3201                 .priority = DEF_PRIORITY,
3202                 .may_writepage = !laptop_mode,
3203                 .may_unmap = 1,
3204                 .may_swap = 1,
3205         };
3206         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3207
3208         do {
3209                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
3210                 bool raise_priority = true;
3211
3212                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3213
3214                 /*
3215                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3216                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3217                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3218                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3219                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3220                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3221                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3222                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3223                  */
3224                 if (buffer_heads_over_limit) {
3225                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3226                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3227                                 if (!managed_zone(zone))
3228                                         continue;
3229
3230                                 sc.reclaim_idx = i;
3231                                 break;
3232                         }
3233                 }
3234
3235                 /*
3236                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Note that
3237                  * sc.reclaim_idx is not used as buffer_heads_over_limit may
3238                  * have adjusted it.
3239                  */
3240                 if (pgdat_balanced(pgdat, sc.order, classzone_idx))
3241                         goto out;
3242
3243                 /*
3244                  * Do some background aging of the anon list, to give
3245                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3246                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3247                  * about consistent aging.
3248                  */
3249                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3250
3251                 /*
3252                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3253                  * even in laptop mode.
3254                  */
3255                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3256                         sc.may_writepage = 1;
3257
3258                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3259                 sc.nr_scanned = 0;
3260                 nr_soft_scanned = 0;
3261                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3262                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3263                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3264
3265                 /*
3266                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3267                  * enough pages are already being scanned that that high
3268                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3269                  */
3270                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3271                         raise_priority = false;
3272
3273                 /*
3274                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3275                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3276                  * able to safely make forward progress. Wake them
3277                  */
3278                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3279                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
3280                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3281
3282                 /* Check if kswapd should be suspending */
3283                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3284                         break;
3285
3286                 /*
3287                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3288                  * progress in reclaiming pages
3289                  */
3290                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
3291                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
3292                         sc.priority--;
3293         } while (sc.priority >= 1);
3294
3295         if (!sc.nr_reclaimed)
3296                 pgdat->kswapd_failures++;
3297
3298 out:
3299         /*
3300          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3301          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3302          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3303          * remain at the higher level.
3304          */
3305         return sc.order;
3306 }
3307
3308 /*
3309  * pgdat->kswapd_classzone_idx is the highest zone index that a recent
3310  * allocation request woke kswapd for. When kswapd has not woken recently,
3311  * the value is MAX_NR_ZONES which is not a valid index. This compares a
3312  * given classzone and returns it or the highest classzone index kswapd
3313  * was recently woke for.
3314  */
3315 static enum zone_type kswapd_classzone_idx(pg_data_t *pgdat,
3316                                            enum zone_type classzone_idx)
3317 {
3318         if (pgdat->kswapd_classzone_idx == MAX_NR_ZONES)
3319                 return classzone_idx;
3320
3321         return max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3322 }
3323
3324 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3325                                 unsigned int classzone_idx)
3326 {
3327         long remaining = 0;
3328         DEFINE_WAIT(wait);
3329
3330         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3331                 return;
3332
3333         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3334
3335         /*
3336          * Try to sleep for a short interval. Note that kcompactd will only be
3337          * woken if it is possible to sleep for a short interval. This is
3338          * deliberate on the assumption that if reclaim cannot keep an
3339          * eligible zone balanced that it's also unlikely that compaction will
3340          * succeed.
3341          */
3342         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3343                 /*
3344                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3345                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3346                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3347                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3348                  */
3349                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3350
3351                 /*
3352                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3353                  * allocation of the requested order possible.
3354                  */
3355                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3356
3357                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3358
3359                 /*
3360                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3361                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3362                  * the previous request that slept prematurely.
3363                  */
3364                 if (remaining) {
3365                         pgdat->kswapd_classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, classzone_idx);
3366                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3367                 }
3368
3369                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3370                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3371         }
3372
3373         /*
3374          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3375          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3376          */
3377         if (!remaining &&
3378             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3379                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3380
3381                 /*
3382                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3383                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3384                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3385                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3386                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3387                  * them before going back to sleep.
3388                  */
3389                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3390
3391                 if (!kthread_should_stop())
3392                         schedule();
3393
3394                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3395         } else {
3396                 if (remaining)
3397                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3398                 else
3399                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3400         }
3401         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3402 }
3403
3404 /*
3405  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3406  * from the init process.
3407  *
3408  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3409  * free memory available even if there is no other activity
3410  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3411  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3412  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3413  *
3414  * If there are applications that are active memory-allocators
3415  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3416  */
3417 static int kswapd(void *p)
3418 {
3419         unsigned int alloc_order, reclaim_order;
3420         unsigned int classzone_idx = MAX_NR_ZONES - 1;
3421         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3422         struct task_struct *tsk = current;
3423
3424         struct reclaim_state reclaim_state = {
3425                 .reclaimed_slab = 0,
3426         };
3427         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3428
3429         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3430
3431         if (!cpumask_empty(cpumask))
3432                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3433         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3434
3435         /*
3436          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3437          * and that if we need more memory we should get access to it
3438          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3439          * never get caught in the normal page freeing logic.
3440          *
3441          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3442          * you need a small amount of memory in order to be able to
3443          * page out something else, and this flag essentially protects
3444          * us from recursively trying to free more memory as we're
3445          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3446          */
3447         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3448         set_freezable();
3449
3450         pgdat->kswapd_order = 0;
3451         pgdat->kswapd_classzone_idx = MAX_NR_ZONES;
3452         for ( ; ; ) {
3453                 bool ret;
3454
3455                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3456                 classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, classzone_idx);
3457
3458 kswapd_try_sleep:
3459                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3460                                         classzone_idx);
3461
3462                 /* Read the new order and classzone_idx */
3463                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3464                 classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, 0);
3465                 pgdat->kswapd_order = 0;
3466                 pgdat->kswapd_classzone_idx = MAX_NR_ZONES;
3467
3468                 ret = try_to_freeze();
3469                 if (kthread_should_stop())
3470                         break;
3471
3472                 /*
3473                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3474                  * after returning from the refrigerator
3475                  */
3476                 if (ret)
3477                         continue;
3478
3479                 /*
3480                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3481                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3482                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3483                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3484                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3485                  * request (alloc_order).
3486                  */
3487                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3488                                                 alloc_order);
3489                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3490                 if (reclaim_order < alloc_order)
3491                         goto kswapd_try_sleep;
3492         }
3493
3494         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3495         current->reclaim_state = NULL;
3496         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3497
3498         return 0;
3499 }
3500
3501 /*
3502  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3503  */
3504 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3505 {
3506         pg_data_t *pgdat;
3507
3508         if (!managed_zone(zone))
3509                 return;
3510
3511         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3512                 return;
3513         pgdat = zone->zone_pgdat;
3514         pgdat->kswapd_classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat,
3515                                                            classzone_idx);
3516         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3517         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3518                 return;
3519
3520         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3521         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3522                 return;
3523
3524         if (pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx))
3525                 return;
3526
3527         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, classzone_idx, order);
3528         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3529 }
3530
3531 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3532 /*
3533  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3534  * freed pages.
3535  *
3536  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3537  * LRU order by reclaiming preferentially
3538  * inactive > active > active referenced > active mapped
3539  */
3540 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3541 {
3542         struct reclaim_state reclaim_state;
3543         struct scan_control sc = {
3544                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3545                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3546                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3547                 .priority = DEF_PRIORITY,
3548                 .may_writepage = 1,
3549                 .may_unmap = 1,
3550                 .may_swap = 1,
3551                 .hibernation_mode = 1,
3552         };
3553         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3554         struct task_struct *p = current;
3555         unsigned long nr_reclaimed;
3556
3557         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3558         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3559         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3560         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3561
3562         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3563
3564         p->reclaim_state = NULL;
3565         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3566         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3567
3568         return nr_reclaimed;
3569 }
3570 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3571
3572 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3573    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3574    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3575    restore their cpu bindings. */
3576 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3577 {
3578         int nid;
3579
3580         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3581                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3582                 const struct cpumask *mask;
3583
3584                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3585
3586                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3587                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3588                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3589         }
3590         return 0;
3591 }
3592
3593 /*
3594  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3595  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3596  */
3597 int kswapd_run(int nid)
3598 {
3599         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3600         int ret = 0;
3601
3602         if (pgdat->kswapd)
3603                 return 0;
3604
3605         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3606         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3607                 /* failure at boot is fatal */
3608                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3609                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3610                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3611                 pgdat->kswapd = NULL;
3612         }
3613         return ret;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3618  * hold mem_hotplug_begin/end().
3619  */
3620 void kswapd_stop(int nid)
3621 {
3622         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3623
3624         if (kswapd) {
3625                 kthread_stop(kswapd);
3626                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3627         }
3628 }
3629
3630 static int __init kswapd_init(void)
3631 {
3632         int nid, ret;
3633
3634         swap_setup();
3635         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3636                 kswapd_run(nid);
3637         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3638                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3639                                         NULL);
3640         WARN_ON(ret < 0);
3641         return 0;
3642 }
3643
3644 module_init(kswapd_init)
3645
3646 #ifdef CONFIG_NUMA
3647 /*
3648  * Node reclaim mode
3649  *
3650  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3651  * the watermarks.
3652  */
3653 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3654
3655 #define RECLAIM_OFF 0
3656 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3657 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3658 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3659
3660 /*
3661  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3662  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3663  * a zone.
3664  */
3665 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3666
3667 /*
3668  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3669  * occur.
3670  */
3671 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3672
3673 /*
3674  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3675  * slab reclaim needs to occur.
3676  */
3677 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3678
3679 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3680 {
3681         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3682         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3683                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3684
3685         /*
3686          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3687          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3688          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3689          */
3690         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3691 }
3692
3693 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3694 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3695 {
3696         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3697         unsigned long delta = 0;
3698
3699         /*
3700          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3701          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3702          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3703          * a better estimate
3704          */
3705         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3706                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3707         else
3708                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3709
3710         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3711         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3712                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3713
3714         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3715         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3716                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3717
3718         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3719 }
3720
3721 /*
3722  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3723  */
3724 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3725 {
3726         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3727         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3728         struct task_struct *p = current;
3729         struct reclaim_state reclaim_state;
3730         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3731         struct scan_control sc = {
3732                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3733                 .gfp_mask = (gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask)),
3734                 .order = order,
3735                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3736                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3737                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3738                 .may_swap = 1,
3739                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3740         };
3741
3742         cond_resched();
3743         /*
3744          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3745          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3746          * and RECLAIM_UNMAP.
3747          */
3748         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3749         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3750         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3751         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3752
3753         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3754                 /*
3755                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3756                  * priorities until we have enough memory freed.
3757                  */
3758                 do {
3759                         shrink_node(pgdat, &sc);
3760                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3761         }
3762
3763         p->reclaim_state = NULL;
3764         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3765         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3766         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3767 }
3768
3769 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3770 {
3771         int ret;
3772
3773         /*
3774          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3775          * slab pages if we are over the defined limits.
3776          *
3777          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3778          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3779          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3780          * if less than a specified percentage of the node is used by
3781          * unmapped file backed pages.
3782          */
3783         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3784             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3785                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3786
3787         /*
3788          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3789          */
3790         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3791                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3792
3793         /*
3794          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3795          * have associated processors. This will favor the local processor
3796          * over remote processors and spread off node memory allocations
3797          * as wide as possible.
3798          */
3799         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3800                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3801
3802         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3803                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3804
3805         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3806         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3807
3808         if (!ret)
3809                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3810
3811         return ret;
3812 }
3813 #endif
3814
3815 /*
3816  * page_evictable - test whether a page is evictable
3817  * @page: the page to test
3818  *
3819  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3820  * lists vs unevictable list.
3821  *
3822  * Reasons page might not be evictable:
3823  * (1) page's mapping marked unevictable
3824  * (2) page is part of an mlocked VMA
3825  *
3826  */
3827 int page_evictable(struct page *page)
3828 {
3829         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3830 }
3831
3832 #ifdef CONFIG_SHMEM
3833 /**
3834  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3835  * @pages:      array of pages to check
3836  * @nr_pages:   number of pages to check
3837  *
3838  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3839  *
3840  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3841  */
3842 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3843 {
3844         struct lruvec *lruvec;
3845         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3846         int pgscanned = 0;
3847         int pgrescued = 0;
3848         int i;
3849
3850         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3851                 struct page *page = pages[i];
3852                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3853
3854                 pgscanned++;
3855                 if (pagepgdat != pgdat) {
3856                         if (pgdat)
3857                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3858                         pgdat = pagepgdat;
3859                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3860                 }
3861                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3862
3863                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3864                         continue;
3865
3866                 if (page_evictable(page)) {
3867                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3868
3869                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3870                         ClearPageUnevictable(page);
3871                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3872                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3873                         pgrescued++;
3874                 }
3875         }
3876
3877         if (pgdat) {
3878                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3879                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3880                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3881         }
3882 }
3883 #endif /* CONFIG_SHMEM */