]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
3e5f33b78daf3549e6e37de3508c06a08fcc762d
[karo-tx-linux.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49 #include <linux/dax.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/balloon_compaction.h>
56
57 #include "internal.h"
58
59 #define CREATE_TRACE_POINTS
60 #include <trace/events/vmscan.h>
61
62 struct scan_control {
63         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
64         unsigned long nr_to_reclaim;
65
66         /* This context's GFP mask */
67         gfp_t gfp_mask;
68
69         /* Allocation order */
70         int order;
71
72         /*
73          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
74          * are scanned.
75          */
76         nodemask_t      *nodemask;
77
78         /*
79          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
80          * primary target of this reclaim invocation.
81          */
82         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
83
84         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
85         int priority;
86
87         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
88         enum zone_type reclaim_idx;
89
90         unsigned int may_writepage:1;
91
92         /* Can mapped pages be reclaimed? */
93         unsigned int may_unmap:1;
94
95         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
96         unsigned int may_swap:1;
97
98         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
99         unsigned int may_thrash:1;
100
101         unsigned int hibernation_mode:1;
102
103         /* One of the zones is ready for compaction */
104         unsigned int compaction_ready:1;
105
106         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
107         unsigned long nr_scanned;
108
109         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
110         unsigned long nr_reclaimed;
111 };
112
113 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
114 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
115         do {                                                            \
116                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
117                         struct page *prev;                              \
118                                                                         \
119                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
120                         prefetch(&prev->_field);                        \
121                 }                                                       \
122         } while (0)
123 #else
124 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
125 #endif
126
127 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
128 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
129         do {                                                            \
130                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
131                         struct page *prev;                              \
132                                                                         \
133                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
134                         prefetchw(&prev->_field);                       \
135                 }                                                       \
136         } while (0)
137 #else
138 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
139 #endif
140
141 /*
142  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
143  */
144 int vm_swappiness = 60;
145 /*
146  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
147  * zones.
148  */
149 unsigned long vm_total_pages;
150
151 static LIST_HEAD(shrinker_list);
152 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
153
154 #ifdef CONFIG_MEMCG
155 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
156 {
157         return !sc->target_mem_cgroup;
158 }
159
160 /**
161  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
162  * @sc: scan_control in question
163  *
164  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
165  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
166  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
167  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
168  * allocation and configurability.
169  *
170  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
171  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
172  */
173 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
174 {
175         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
176
177         if (!memcg)
178                 return true;
179 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
180         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
181                 return true;
182 #endif
183         return false;
184 }
185 #else
186 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
187 {
188         return true;
189 }
190
191 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
192 {
193         return true;
194 }
195 #endif
196
197 /*
198  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
199  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
200  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
201  */
202 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
203 {
204         unsigned long nr;
205
206         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
207                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
208         if (get_nr_swap_pages() > 0)
209                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
210                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
211
212         return nr;
213 }
214
215 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
216 {
217         unsigned long nr;
218
219         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
220              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
221              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
222
223         if (get_nr_swap_pages() > 0)
224                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
225                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
226                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
227
228         return nr;
229 }
230
231 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
234                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
235 }
236
237 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
238 {
239         if (!mem_cgroup_disabled())
240                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
241
242         return node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
243 }
244
245 unsigned long lruvec_zone_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
246                                    int zone_idx)
247 {
248         if (!mem_cgroup_disabled())
249                 return mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zone_idx);
250
251         return zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zone_idx],
252                                NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
253 }
254
255 /*
256  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
257  */
258 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
259 {
260         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
261
262         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
263                 size *= nr_node_ids;
264
265         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
266         if (!shrinker->nr_deferred)
267                 return -ENOMEM;
268
269         down_write(&shrinker_rwsem);
270         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
271         up_write(&shrinker_rwsem);
272         return 0;
273 }
274 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
275
276 /*
277  * Remove one
278  */
279 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
280 {
281         down_write(&shrinker_rwsem);
282         list_del(&shrinker->list);
283         up_write(&shrinker_rwsem);
284         kfree(shrinker->nr_deferred);
285 }
286 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
287
288 #define SHRINK_BATCH 128
289
290 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
291                                     struct shrinker *shrinker,
292                                     unsigned long nr_scanned,
293                                     unsigned long nr_eligible)
294 {
295         unsigned long freed = 0;
296         unsigned long long delta;
297         long total_scan;
298         long freeable;
299         long nr;
300         long new_nr;
301         int nid = shrinkctl->nid;
302         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
303                                           : SHRINK_BATCH;
304         long scanned = 0, next_deferred;
305
306         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
307         if (freeable == 0)
308                 return 0;
309
310         /*
311          * copy the current shrinker scan count into a local variable
312          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
313          * don't also do this scanning work.
314          */
315         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
316
317         total_scan = nr;
318         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
319         delta *= freeable;
320         do_div(delta, nr_eligible + 1);
321         total_scan += delta;
322         if (total_scan < 0) {
323                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
324                        shrinker->scan_objects, total_scan);
325                 total_scan = freeable;
326                 next_deferred = nr;
327         } else
328                 next_deferred = total_scan;
329
330         /*
331          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
332          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
333          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
334          * nr being built up so when a shrink that can do some work
335          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
336          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
337          * memory.
338          *
339          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
340          * a large delta change is calculated directly.
341          */
342         if (delta < freeable / 4)
343                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
344
345         /*
346          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
347          * never try to free more than twice the estimate number of
348          * freeable entries.
349          */
350         if (total_scan > freeable * 2)
351                 total_scan = freeable * 2;
352
353         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
354                                    nr_scanned, nr_eligible,
355                                    freeable, delta, total_scan);
356
357         /*
358          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
359          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
360          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
361          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
362          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
363          * objects spread over several slabs with usage less than the
364          * batch_size.
365          *
366          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
367          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
368          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
369          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
370          * possible.
371          */
372         while (total_scan >= batch_size ||
373                total_scan >= freeable) {
374                 unsigned long ret;
375                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
376
377                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
378                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
379                 if (ret == SHRINK_STOP)
380                         break;
381                 freed += ret;
382
383                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
384                 total_scan -= nr_to_scan;
385                 scanned += nr_to_scan;
386
387                 cond_resched();
388         }
389
390         if (next_deferred >= scanned)
391                 next_deferred -= scanned;
392         else
393                 next_deferred = 0;
394         /*
395          * move the unused scan count back into the shrinker in a
396          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
397          * scan, there is no need to do an update.
398          */
399         if (next_deferred > 0)
400                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
401                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
402         else
403                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
404
405         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
406         return freed;
407 }
408
409 /**
410  * shrink_slab - shrink slab caches
411  * @gfp_mask: allocation context
412  * @nid: node whose slab caches to target
413  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
414  * @nr_scanned: pressure numerator
415  * @nr_eligible: pressure denominator
416  *
417  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
418  *
419  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
420  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
421  *
422  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
423  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
424  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
425  * shrinkers are called.
426  *
427  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
428  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
429  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
430  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
431  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
432  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
433  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
434  *
435  * Returns the number of reclaimed slab objects.
436  */
437 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
438                                  struct mem_cgroup *memcg,
439                                  unsigned long nr_scanned,
440                                  unsigned long nr_eligible)
441 {
442         struct shrinker *shrinker;
443         unsigned long freed = 0;
444
445         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
446                 return 0;
447
448         if (nr_scanned == 0)
449                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
450
451         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
452                 /*
453                  * If we would return 0, our callers would understand that we
454                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
455                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
456                  * time.
457                  */
458                 freed = 1;
459                 goto out;
460         }
461
462         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
463                 struct shrink_control sc = {
464                         .gfp_mask = gfp_mask,
465                         .nid = nid,
466                         .memcg = memcg,
467                 };
468
469                 /*
470                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
471                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
472                  * passing NULL for memcg.
473                  */
474                 if (memcg_kmem_enabled() &&
475                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
476                         continue;
477
478                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
479                         sc.nid = 0;
480
481                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
482         }
483
484         up_read(&shrinker_rwsem);
485 out:
486         cond_resched();
487         return freed;
488 }
489
490 void drop_slab_node(int nid)
491 {
492         unsigned long freed;
493
494         do {
495                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
496
497                 freed = 0;
498                 do {
499                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
500                                              1000, 1000);
501                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
502         } while (freed > 10);
503 }
504
505 void drop_slab(void)
506 {
507         int nid;
508
509         for_each_online_node(nid)
510                 drop_slab_node(nid);
511 }
512
513 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
514 {
515         /*
516          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
517          * that isolated the page, the page cache radix tree and
518          * optional buffer heads at page->private.
519          */
520         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
521 }
522
523 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
524 {
525         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
526                 return 1;
527         if (!inode_write_congested(inode))
528                 return 1;
529         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
530                 return 1;
531         return 0;
532 }
533
534 /*
535  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
536  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
537  * fsync(), msync() or close().
538  *
539  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
540  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
541  * that page is locked, the mapping is pinned.
542  *
543  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
544  * __GFP_FS.
545  */
546 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
547                                 struct page *page, int error)
548 {
549         lock_page(page);
550         if (page_mapping(page) == mapping)
551                 mapping_set_error(mapping, error);
552         unlock_page(page);
553 }
554
555 /* possible outcome of pageout() */
556 typedef enum {
557         /* failed to write page out, page is locked */
558         PAGE_KEEP,
559         /* move page to the active list, page is locked */
560         PAGE_ACTIVATE,
561         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
562         PAGE_SUCCESS,
563         /* page is clean and locked */
564         PAGE_CLEAN,
565 } pageout_t;
566
567 /*
568  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
569  * Calls ->writepage().
570  */
571 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
572                          struct scan_control *sc)
573 {
574         /*
575          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
576          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
577          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
578          * stalls if we need to run get_block().  We could test
579          * PagePrivate for that.
580          *
581          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
582          * this page's queue, we can perform writeback even if that
583          * will block.
584          *
585          * If the page is swapcache, write it back even if that would
586          * block, for some throttling. This happens by accident, because
587          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
588          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
589          */
590         if (!is_page_cache_freeable(page))
591                 return PAGE_KEEP;
592         if (!mapping) {
593                 /*
594                  * Some data journaling orphaned pages can have
595                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
596                  */
597                 if (page_has_private(page)) {
598                         if (try_to_free_buffers(page)) {
599                                 ClearPageDirty(page);
600                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
601                                 return PAGE_CLEAN;
602                         }
603                 }
604                 return PAGE_KEEP;
605         }
606         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
607                 return PAGE_ACTIVATE;
608         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
609                 return PAGE_KEEP;
610
611         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
612                 int res;
613                 struct writeback_control wbc = {
614                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
615                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
616                         .range_start = 0,
617                         .range_end = LLONG_MAX,
618                         .for_reclaim = 1,
619                 };
620
621                 SetPageReclaim(page);
622                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
623                 if (res < 0)
624                         handle_write_error(mapping, page, res);
625                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
626                         ClearPageReclaim(page);
627                         return PAGE_ACTIVATE;
628                 }
629
630                 if (!PageWriteback(page)) {
631                         /* synchronous write or broken a_ops? */
632                         ClearPageReclaim(page);
633                 }
634                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
635                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
636                 return PAGE_SUCCESS;
637         }
638
639         return PAGE_CLEAN;
640 }
641
642 /*
643  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
644  * gets returned with a refcount of 0.
645  */
646 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
647                             bool reclaimed)
648 {
649         unsigned long flags;
650
651         BUG_ON(!PageLocked(page));
652         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
653
654         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
655         /*
656          * The non racy check for a busy page.
657          *
658          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
659          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
660          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
661          * here, then the following race may occur:
662          *
663          * get_user_pages(&page);
664          * [user mapping goes away]
665          * write_to(page);
666          *                              !PageDirty(page)    [good]
667          * SetPageDirty(page);
668          * put_page(page);
669          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
670          *
671          * [oops, our write_to data is lost]
672          *
673          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
674          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
675          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
676          *
677          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
678          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
679          */
680         if (!page_ref_freeze(page, 2))
681                 goto cannot_free;
682         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
683         if (unlikely(PageDirty(page))) {
684                 page_ref_unfreeze(page, 2);
685                 goto cannot_free;
686         }
687
688         if (PageSwapCache(page)) {
689                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
690                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
691                 __delete_from_swap_cache(page);
692                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
693                 swapcache_free(swap);
694         } else {
695                 void (*freepage)(struct page *);
696                 void *shadow = NULL;
697
698                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
699                 /*
700                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
701                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
702                  *
703                  * But don't store shadows in an address space that is
704                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
705                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
706                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
707                  * back.
708                  *
709                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
710                  * only page cache pages found in these are zero pages
711                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
712                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
713                  * same page_tree.
714                  */
715                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
716                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
717                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
718                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
719                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
720
721                 if (freepage != NULL)
722                         freepage(page);
723         }
724
725         return 1;
726
727 cannot_free:
728         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
729         return 0;
730 }
731
732 /*
733  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
734  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
735  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
736  * this page.
737  */
738 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
739 {
740         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
741                 /*
742                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
743                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
744                  * atomic operation.
745                  */
746                 page_ref_unfreeze(page, 1);
747                 return 1;
748         }
749         return 0;
750 }
751
752 /**
753  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
754  * @page: page to be put back to appropriate lru list
755  *
756  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
757  * Page may still be unevictable for other reasons.
758  *
759  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
760  */
761 void putback_lru_page(struct page *page)
762 {
763         bool is_unevictable;
764         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
765
766         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
767
768 redo:
769         ClearPageUnevictable(page);
770
771         if (page_evictable(page)) {
772                 /*
773                  * For evictable pages, we can use the cache.
774                  * In event of a race, worst case is we end up with an
775                  * unevictable page on [in]active list.
776                  * We know how to handle that.
777                  */
778                 is_unevictable = false;
779                 lru_cache_add(page);
780         } else {
781                 /*
782                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
783                  * list.
784                  */
785                 is_unevictable = true;
786                 add_page_to_unevictable_list(page);
787                 /*
788                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
789                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
790                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
791                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
792                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
793                  * the page back to the evictable list.
794                  *
795                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
796                  */
797                 smp_mb();
798         }
799
800         /*
801          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
802          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
803          * check after we added it to the list, again.
804          */
805         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
806                 if (!isolate_lru_page(page)) {
807                         put_page(page);
808                         goto redo;
809                 }
810                 /* This means someone else dropped this page from LRU
811                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
812                  * nothing to do here.
813                  */
814         }
815
816         if (was_unevictable && !is_unevictable)
817                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
818         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
819                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
820
821         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
822 }
823
824 enum page_references {
825         PAGEREF_RECLAIM,
826         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
827         PAGEREF_KEEP,
828         PAGEREF_ACTIVATE,
829 };
830
831 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
832                                                   struct scan_control *sc)
833 {
834         int referenced_ptes, referenced_page;
835         unsigned long vm_flags;
836
837         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
838                                           &vm_flags);
839         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
840
841         /*
842          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
843          * move the page to the unevictable list.
844          */
845         if (vm_flags & VM_LOCKED)
846                 return PAGEREF_RECLAIM;
847
848         if (referenced_ptes) {
849                 if (PageSwapBacked(page))
850                         return PAGEREF_ACTIVATE;
851                 /*
852                  * All mapped pages start out with page table
853                  * references from the instantiating fault, so we need
854                  * to look twice if a mapped file page is used more
855                  * than once.
856                  *
857                  * Mark it and spare it for another trip around the
858                  * inactive list.  Another page table reference will
859                  * lead to its activation.
860                  *
861                  * Note: the mark is set for activated pages as well
862                  * so that recently deactivated but used pages are
863                  * quickly recovered.
864                  */
865                 SetPageReferenced(page);
866
867                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
868                         return PAGEREF_ACTIVATE;
869
870                 /*
871                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
872                  */
873                 if (vm_flags & VM_EXEC)
874                         return PAGEREF_ACTIVATE;
875
876                 return PAGEREF_KEEP;
877         }
878
879         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
880         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
881                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
882
883         return PAGEREF_RECLAIM;
884 }
885
886 /* Check if a page is dirty or under writeback */
887 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
888                                        bool *dirty, bool *writeback)
889 {
890         struct address_space *mapping;
891
892         /*
893          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
894          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
895          */
896         if (!page_is_file_cache(page)) {
897                 *dirty = false;
898                 *writeback = false;
899                 return;
900         }
901
902         /* By default assume that the page flags are accurate */
903         *dirty = PageDirty(page);
904         *writeback = PageWriteback(page);
905
906         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
907         if (!page_has_private(page))
908                 return;
909
910         mapping = page_mapping(page);
911         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
912                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
913 }
914
915 struct reclaim_stat {
916         unsigned nr_dirty;
917         unsigned nr_unqueued_dirty;
918         unsigned nr_congested;
919         unsigned nr_writeback;
920         unsigned nr_immediate;
921 };
922
923 /*
924  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
925  */
926 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
927                                       struct pglist_data *pgdat,
928                                       struct scan_control *sc,
929                                       enum ttu_flags ttu_flags,
930                                       struct reclaim_stat *stat,
931                                       bool force_reclaim)
932 {
933         LIST_HEAD(ret_pages);
934         LIST_HEAD(free_pages);
935         int pgactivate = 0;
936         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
937         unsigned nr_dirty = 0;
938         unsigned nr_congested = 0;
939         unsigned nr_reclaimed = 0;
940         unsigned nr_writeback = 0;
941         unsigned nr_immediate = 0;
942
943         cond_resched();
944
945         while (!list_empty(page_list)) {
946                 struct address_space *mapping;
947                 struct page *page;
948                 int may_enter_fs;
949                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
950                 bool dirty, writeback;
951                 bool lazyfree = false;
952                 int ret = SWAP_SUCCESS;
953
954                 cond_resched();
955
956                 page = lru_to_page(page_list);
957                 list_del(&page->lru);
958
959                 if (!trylock_page(page))
960                         goto keep;
961
962                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
963
964                 sc->nr_scanned++;
965
966                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
967                         goto cull_mlocked;
968
969                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
970                         goto keep_locked;
971
972                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
973                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
974                         sc->nr_scanned++;
975
976                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
977                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
978
979                 /*
980                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
981                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
982                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
983                  * is all dirty unqueued pages.
984                  */
985                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
986                 if (dirty || writeback)
987                         nr_dirty++;
988
989                 if (dirty && !writeback)
990                         nr_unqueued_dirty++;
991
992                 /*
993                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
994                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
995                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
996                  * end of the LRU a second time.
997                  */
998                 mapping = page_mapping(page);
999                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1000                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1001                     (writeback && PageReclaim(page)))
1002                         nr_congested++;
1003
1004                 /*
1005                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1006                  * are three cases to consider.
1007                  *
1008                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1009                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1010                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1011                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1012                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1013                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1014                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1015                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1016                  *    caller can stall after page list has been processed.
1017                  *
1018                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1019                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1020                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1021                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1022                  *    reclaim and continue scanning.
1023                  *
1024                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1025                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1026                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1027                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1028                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1029                  *    would probably show more reasons.
1030                  *
1031                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1032                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1033                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1034                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1035                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1036                  */
1037                 if (PageWriteback(page)) {
1038                         /* Case 1 above */
1039                         if (current_is_kswapd() &&
1040                             PageReclaim(page) &&
1041                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1042                                 nr_immediate++;
1043                                 goto keep_locked;
1044
1045                         /* Case 2 above */
1046                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1047                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1048                                 /*
1049                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1050                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1051                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1052                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1053                                  * enough to care.  What we do want is for this
1054                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1055                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1056                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1057                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1058                                  */
1059                                 SetPageReclaim(page);
1060                                 nr_writeback++;
1061                                 goto keep_locked;
1062
1063                         /* Case 3 above */
1064                         } else {
1065                                 unlock_page(page);
1066                                 wait_on_page_writeback(page);
1067                                 /* then go back and try same page again */
1068                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1069                                 continue;
1070                         }
1071                 }
1072
1073                 if (!force_reclaim)
1074                         references = page_check_references(page, sc);
1075
1076                 switch (references) {
1077                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1078                         goto activate_locked;
1079                 case PAGEREF_KEEP:
1080                         goto keep_locked;
1081                 case PAGEREF_RECLAIM:
1082                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1083                         ; /* try to reclaim the page below */
1084                 }
1085
1086                 /*
1087                  * Anonymous process memory has backing store?
1088                  * Try to allocate it some swap space here.
1089                  */
1090                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1091                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1092                                 goto keep_locked;
1093                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1094                                 goto activate_locked;
1095                         lazyfree = true;
1096                         may_enter_fs = 1;
1097
1098                         /* Adding to swap updated mapping */
1099                         mapping = page_mapping(page);
1100                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1101                         /* Split file THP */
1102                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1103                                 goto keep_locked;
1104                 }
1105
1106                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1107
1108                 /*
1109                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1110                  * processes. Try to unmap it here.
1111                  */
1112                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1113                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1114                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1115                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1116                         case SWAP_FAIL:
1117                                 goto activate_locked;
1118                         case SWAP_AGAIN:
1119                                 goto keep_locked;
1120                         case SWAP_MLOCK:
1121                                 goto cull_mlocked;
1122                         case SWAP_LZFREE:
1123                                 goto lazyfree;
1124                         case SWAP_SUCCESS:
1125                                 ; /* try to free the page below */
1126                         }
1127                 }
1128
1129                 if (PageDirty(page)) {
1130                         /*
1131                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1132                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1133                          * if many dirty pages have been encountered.
1134                          */
1135                         if (page_is_file_cache(page) &&
1136                                         (!current_is_kswapd() ||
1137                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1138                                 /*
1139                                  * Immediately reclaim when written back.
1140                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1141                                  * except we already have the page isolated
1142                                  * and know it's dirty
1143                                  */
1144                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1145                                 SetPageReclaim(page);
1146
1147                                 goto keep_locked;
1148                         }
1149
1150                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1151                                 goto keep_locked;
1152                         if (!may_enter_fs)
1153                                 goto keep_locked;
1154                         if (!sc->may_writepage)
1155                                 goto keep_locked;
1156
1157                         /*
1158                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1159                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1160                          * starts and then write it out here.
1161                          */
1162                         try_to_unmap_flush_dirty();
1163                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1164                         case PAGE_KEEP:
1165                                 goto keep_locked;
1166                         case PAGE_ACTIVATE:
1167                                 goto activate_locked;
1168                         case PAGE_SUCCESS:
1169                                 if (PageWriteback(page))
1170                                         goto keep;
1171                                 if (PageDirty(page))
1172                                         goto keep;
1173
1174                                 /*
1175                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1176                                  * ahead and try to reclaim the page.
1177                                  */
1178                                 if (!trylock_page(page))
1179                                         goto keep;
1180                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1181                                         goto keep_locked;
1182                                 mapping = page_mapping(page);
1183                         case PAGE_CLEAN:
1184                                 ; /* try to free the page below */
1185                         }
1186                 }
1187
1188                 /*
1189                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1190                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1191                  * the page as well.
1192                  *
1193                  * We do this even if the page is PageDirty().
1194                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1195                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1196                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1197                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1198                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1199                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1200                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1201                  *
1202                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1203                  * the pages which were not successfully invalidated in
1204                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1205                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1206                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1207                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1208                  */
1209                 if (page_has_private(page)) {
1210                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1211                                 goto activate_locked;
1212                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1213                                 unlock_page(page);
1214                                 if (put_page_testzero(page))
1215                                         goto free_it;
1216                                 else {
1217                                         /*
1218                                          * rare race with speculative reference.
1219                                          * the speculative reference will free
1220                                          * this page shortly, so we may
1221                                          * increment nr_reclaimed here (and
1222                                          * leave it off the LRU).
1223                                          */
1224                                         nr_reclaimed++;
1225                                         continue;
1226                                 }
1227                         }
1228                 }
1229
1230 lazyfree:
1231                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1232                         goto keep_locked;
1233
1234                 /*
1235                  * At this point, we have no other references and there is
1236                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1237                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1238                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1239                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1240                  */
1241                 __ClearPageLocked(page);
1242 free_it:
1243                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1244                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1245
1246                 nr_reclaimed++;
1247
1248                 /*
1249                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1250                  * appear not as the counts should be low
1251                  */
1252                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1253                 continue;
1254
1255 cull_mlocked:
1256                 if (PageSwapCache(page))
1257                         try_to_free_swap(page);
1258                 unlock_page(page);
1259                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1260                 continue;
1261
1262 activate_locked:
1263                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1264                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1265                         try_to_free_swap(page);
1266                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1267                 SetPageActive(page);
1268                 pgactivate++;
1269 keep_locked:
1270                 unlock_page(page);
1271 keep:
1272                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1273                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1274         }
1275
1276         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1277         try_to_unmap_flush();
1278         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1279
1280         list_splice(&ret_pages, page_list);
1281         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1282
1283         if (stat) {
1284                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1285                 stat->nr_congested = nr_congested;
1286                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1287                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1288                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1289         }
1290         return nr_reclaimed;
1291 }
1292
1293 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1294                                             struct list_head *page_list)
1295 {
1296         struct scan_control sc = {
1297                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1298                 .priority = DEF_PRIORITY,
1299                 .may_unmap = 1,
1300         };
1301         unsigned long ret;
1302         struct page *page, *next;
1303         LIST_HEAD(clean_pages);
1304
1305         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1306                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1307                     !__PageMovable(page)) {
1308                         ClearPageActive(page);
1309                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1310                 }
1311         }
1312
1313         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1314                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1315         list_splice(&clean_pages, page_list);
1316         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1317         return ret;
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1322  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1323  * freed elsewhere are also ignored.
1324  *
1325  * page:        page to consider
1326  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1327  *
1328  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1329  */
1330 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1331 {
1332         int ret = -EINVAL;
1333
1334         /* Only take pages on the LRU. */
1335         if (!PageLRU(page))
1336                 return ret;
1337
1338         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1339         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1340                 return ret;
1341
1342         ret = -EBUSY;
1343
1344         /*
1345          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1346          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1347          * blocking - clean pages for the most part.
1348          *
1349          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1350          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1351          *
1352          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1353          * that it is possible to migrate without blocking
1354          */
1355         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1356                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1357                 if (PageWriteback(page))
1358                         return ret;
1359
1360                 if (PageDirty(page)) {
1361                         struct address_space *mapping;
1362
1363                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1364                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1365                                 return ret;
1366
1367                         /*
1368                          * Only pages without mappings or that have a
1369                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1370                          * without blocking
1371                          */
1372                         mapping = page_mapping(page);
1373                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1374                                 return ret;
1375                 }
1376         }
1377
1378         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1379                 return ret;
1380
1381         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1382                 /*
1383                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1384                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1385                  * page release code relies on it.
1386                  */
1387                 ClearPageLRU(page);
1388                 ret = 0;
1389         }
1390
1391         return ret;
1392 }
1393
1394
1395 /*
1396  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1397  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1398  */
1399 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1400                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1401 {
1402         int zid;
1403
1404         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1405                 if (!nr_zone_taken[zid])
1406                         continue;
1407
1408                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1409 #ifdef CONFIG_MEMCG
1410                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1411 #endif
1412         }
1413
1414 }
1415
1416 /*
1417  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1418  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1419  * and working on them outside the LRU lock.
1420  *
1421  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1422  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1423  *
1424  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1425  *
1426  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1427  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1428  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1429  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1430  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1431  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1432  * @lru:        LRU list id for isolating
1433  *
1434  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1435  */
1436 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1437                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1438                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1439                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1440 {
1441         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1442         unsigned long nr_taken = 0;
1443         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1444         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1445         unsigned long skipped = 0, total_skipped = 0;
1446         unsigned long scan, nr_pages;
1447         LIST_HEAD(pages_skipped);
1448
1449         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1450                                         !list_empty(src);) {
1451                 struct page *page;
1452
1453                 page = lru_to_page(src);
1454                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1455
1456                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1457
1458                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1459                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1460                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1461                         continue;
1462                 }
1463
1464                 /*
1465                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1466                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1467                  */
1468                 scan++;
1469
1470                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1471                 case 0:
1472                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1473                         nr_taken += nr_pages;
1474                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1475                         list_move(&page->lru, dst);
1476                         break;
1477
1478                 case -EBUSY:
1479                         /* else it is being freed elsewhere */
1480                         list_move(&page->lru, src);
1481                         continue;
1482
1483                 default:
1484                         BUG();
1485                 }
1486         }
1487
1488         /*
1489          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1490          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1491          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1492          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1493          * system at risk of premature OOM.
1494          */
1495         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1496                 int zid;
1497
1498                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1499                         if (!nr_skipped[zid])
1500                                 continue;
1501
1502                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1503                         skipped += nr_skipped[zid];
1504                 }
1505
1506                 /*
1507                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1508                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1509                  * skipped pages as a full scan.
1510                  */
1511                 total_skipped = list_empty(src) ? skipped : skipped >> 2;
1512
1513                 list_splice(&pages_skipped, src);
1514         }
1515         *nr_scanned = scan + total_skipped;
1516         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1517                                     scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1518         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1519         return nr_taken;
1520 }
1521
1522 /**
1523  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1524  * @page: page to isolate from its LRU list
1525  *
1526  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1527  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1528  *
1529  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1530  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1531  *
1532  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1533  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1534  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1535  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1536  *
1537  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1538  * found will be decremented.
1539  *
1540  * Restrictions:
1541  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1542  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1543  *     without a stable reference).
1544  * (2) the lru_lock must not be held.
1545  * (3) interrupts must be enabled.
1546  */
1547 int isolate_lru_page(struct page *page)
1548 {
1549         int ret = -EBUSY;
1550
1551         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1552         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1553
1554         if (PageLRU(page)) {
1555                 struct zone *zone = page_zone(page);
1556                 struct lruvec *lruvec;
1557
1558                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1559                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1560                 if (PageLRU(page)) {
1561                         int lru = page_lru(page);
1562                         get_page(page);
1563                         ClearPageLRU(page);
1564                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1565                         ret = 0;
1566                 }
1567                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1568         }
1569         return ret;
1570 }
1571
1572 /*
1573  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1574  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1575  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1576  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1577  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1578  */
1579 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1580                 struct scan_control *sc)
1581 {
1582         unsigned long inactive, isolated;
1583
1584         if (current_is_kswapd())
1585                 return 0;
1586
1587         if (!sane_reclaim(sc))
1588                 return 0;
1589
1590         if (file) {
1591                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1592                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1593         } else {
1594                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1595                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1596         }
1597
1598         /*
1599          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1600          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1601          * deadlock.
1602          */
1603         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1604                 inactive >>= 3;
1605
1606         return isolated > inactive;
1607 }
1608
1609 static noinline_for_stack void
1610 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1611 {
1612         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1613         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1614         LIST_HEAD(pages_to_free);
1615
1616         /*
1617          * Put back any unfreeable pages.
1618          */
1619         while (!list_empty(page_list)) {
1620                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1621                 int lru;
1622
1623                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1624                 list_del(&page->lru);
1625                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1626                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1627                         putback_lru_page(page);
1628                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1629                         continue;
1630                 }
1631
1632                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1633
1634                 SetPageLRU(page);
1635                 lru = page_lru(page);
1636                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1637
1638                 if (is_active_lru(lru)) {
1639                         int file = is_file_lru(lru);
1640                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1641                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1642                 }
1643                 if (put_page_testzero(page)) {
1644                         __ClearPageLRU(page);
1645                         __ClearPageActive(page);
1646                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1647
1648                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1649                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1650                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1651                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1652                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1653                         } else
1654                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1655                 }
1656         }
1657
1658         /*
1659          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1660          */
1661         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1662 }
1663
1664 /*
1665  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1666  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1667  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1668  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1669  */
1670 static int current_may_throttle(void)
1671 {
1672         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1673                 current->backing_dev_info == NULL ||
1674                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1675 }
1676
1677 static bool inactive_reclaimable_pages(struct lruvec *lruvec,
1678                                 struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1679 {
1680         int zid;
1681         struct zone *zone;
1682         int file = is_file_lru(lru);
1683         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1684
1685         if (!global_reclaim(sc))
1686                 return true;
1687
1688         for (zid = sc->reclaim_idx; zid >= 0; zid--) {
1689                 zone = &pgdat->node_zones[zid];
1690                 if (!managed_zone(zone))
1691                         continue;
1692
1693                 if (zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_LRU_BASE +
1694                                 LRU_FILE * file) >= SWAP_CLUSTER_MAX)
1695                         return true;
1696         }
1697
1698         return false;
1699 }
1700
1701 /*
1702  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1703  * of reclaimed pages
1704  */
1705 static noinline_for_stack unsigned long
1706 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1707                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1708 {
1709         LIST_HEAD(page_list);
1710         unsigned long nr_scanned;
1711         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1712         unsigned long nr_taken;
1713         struct reclaim_stat stat = {};
1714         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1715         int file = is_file_lru(lru);
1716         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1717         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1718
1719         if (!inactive_reclaimable_pages(lruvec, sc, lru))
1720                 return 0;
1721
1722         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1723                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1724
1725                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1726                 if (fatal_signal_pending(current))
1727                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1728         }
1729
1730         lru_add_drain();
1731
1732         if (!sc->may_unmap)
1733                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1734         if (!sc->may_writepage)
1735                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1736
1737         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1738
1739         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1740                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1741
1742         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1743         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1744
1745         if (global_reclaim(sc)) {
1746                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1747                 if (current_is_kswapd())
1748                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1749                 else
1750                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1751         }
1752         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1753
1754         if (nr_taken == 0)
1755                 return 0;
1756
1757         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1758                                 &stat, false);
1759
1760         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1761
1762         if (global_reclaim(sc)) {
1763                 if (current_is_kswapd())
1764                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1765                 else
1766                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1767         }
1768
1769         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1770
1771         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1772
1773         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1774
1775         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1776         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1777
1778         /*
1779          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1780          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1781          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1782          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1783          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1784          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1785          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1786          * same way balance_dirty_pages() manages.
1787          *
1788          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1789          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1790          * are encountered in the nr_immediate check below.
1791          */
1792         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1793                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1794
1795         /*
1796          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1797          * stalling here.
1798          */
1799         if (sane_reclaim(sc)) {
1800                 /*
1801                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1802                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1803                  */
1804                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1805                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1806
1807                 /*
1808                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1809                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1810                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1811                  * reclaim context.
1812                  */
1813                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1814                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1815
1816                 /*
1817                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1818                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1819                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1820                  * they are written so also forcibly stall.
1821                  */
1822                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1823                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1824         }
1825
1826         /*
1827          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1828          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1829          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1830          */
1831         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1832             current_may_throttle())
1833                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1834
1835         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1836                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1837                         sc->priority, file);
1838         return nr_reclaimed;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1843  *
1844  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1845  * processes, from rmap.
1846  *
1847  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1848  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1849  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1850  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1851  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1852  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1853  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1854  *
1855  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1856  * But we had to alter page->flags anyway.
1857  *
1858  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1859  */
1860
1861 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1862                                      struct list_head *list,
1863                                      struct list_head *pages_to_free,
1864                                      enum lru_list lru)
1865 {
1866         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1867         unsigned long pgmoved = 0;
1868         struct page *page;
1869         int nr_pages;
1870         int nr_moved = 0;
1871
1872         while (!list_empty(list)) {
1873                 page = lru_to_page(list);
1874                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1875
1876                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1877                 SetPageLRU(page);
1878
1879                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1880                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1881                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1882                 pgmoved += nr_pages;
1883
1884                 if (put_page_testzero(page)) {
1885                         __ClearPageLRU(page);
1886                         __ClearPageActive(page);
1887                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1888
1889                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1890                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1891                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1892                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1893                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1894                         } else
1895                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1896                 } else {
1897                         nr_moved += nr_pages;
1898                 }
1899         }
1900
1901         if (!is_active_lru(lru))
1902                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1903
1904         return nr_moved;
1905 }
1906
1907 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1908                                struct lruvec *lruvec,
1909                                struct scan_control *sc,
1910                                enum lru_list lru)
1911 {
1912         unsigned long nr_taken;
1913         unsigned long nr_scanned;
1914         unsigned long vm_flags;
1915         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1916         LIST_HEAD(l_active);
1917         LIST_HEAD(l_inactive);
1918         struct page *page;
1919         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1920         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1921         unsigned nr_rotated = 0;
1922         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1923         int file = is_file_lru(lru);
1924         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1925
1926         lru_add_drain();
1927
1928         if (!sc->may_unmap)
1929                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1930         if (!sc->may_writepage)
1931                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1932
1933         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1934
1935         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1936                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1937
1938         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1939         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1940
1941         if (global_reclaim(sc))
1942                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1943         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1944
1945         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1946
1947         while (!list_empty(&l_hold)) {
1948                 cond_resched();
1949                 page = lru_to_page(&l_hold);
1950                 list_del(&page->lru);
1951
1952                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1953                         putback_lru_page(page);
1954                         continue;
1955                 }
1956
1957                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1958                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1959                                 if (page_has_private(page))
1960                                         try_to_release_page(page, 0);
1961                                 unlock_page(page);
1962                         }
1963                 }
1964
1965                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1966                                     &vm_flags)) {
1967                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1968                         /*
1969                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1970                          * give them one more trip around the active list. So
1971                          * that executable code get better chances to stay in
1972                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1973                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1974                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1975                          * so we ignore them here.
1976                          */
1977                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1978                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1979                                 continue;
1980                         }
1981                 }
1982
1983                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1984                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1985         }
1986
1987         /*
1988          * Move pages back to the lru list.
1989          */
1990         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1991         /*
1992          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1993          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1994          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1995          * get_scan_count.
1996          */
1997         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1998
1999         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2000         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2001         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2002         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2003
2004         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2005         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2006         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2007                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2008 }
2009
2010 /*
2011  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2012  * to do too much work.
2013  *
2014  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2015  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2016  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2017  *
2018  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2019  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2020  *
2021  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2022  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2023  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2024  *
2025  * total     target    max
2026  * memory    ratio     inactive
2027  * -------------------------------------
2028  *   10MB       1         5MB
2029  *  100MB       1        50MB
2030  *    1GB       3       250MB
2031  *   10GB      10       0.9GB
2032  *  100GB      31         3GB
2033  *    1TB     101        10GB
2034  *   10TB     320        32GB
2035  */
2036 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2037                                                 struct scan_control *sc)
2038 {
2039         unsigned long inactive_ratio;
2040         unsigned long inactive;
2041         unsigned long active;
2042         unsigned long gb;
2043         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2044         int zid;
2045
2046         /*
2047          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2048          * is pointless.
2049          */
2050         if (!file && !total_swap_pages)
2051                 return false;
2052
2053         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE);
2054         active = lruvec_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE);
2055
2056         /*
2057          * For zone-constrained allocations, it is necessary to check if
2058          * deactivations are required for lowmem to be reclaimed. This
2059          * calculates the inactive/active pages available in eligible zones.
2060          */
2061         for (zid = sc->reclaim_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2062                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
2063                 unsigned long inactive_zone, active_zone;
2064
2065                 if (!managed_zone(zone))
2066                         continue;
2067
2068                 inactive_zone = lruvec_zone_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE, zid);
2069                 active_zone = lruvec_zone_lru_size(lruvec, (file * LRU_FILE) + LRU_ACTIVE, zid);
2070
2071                 inactive -= min(inactive, inactive_zone);
2072                 active -= min(active, active_zone);
2073         }
2074
2075         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2076         if (gb)
2077                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2078         else
2079                 inactive_ratio = 1;
2080
2081         return inactive * inactive_ratio < active;
2082 }
2083
2084 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2085                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2086 {
2087         if (is_active_lru(lru)) {
2088                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc))
2089                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2090                 return 0;
2091         }
2092
2093         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2094 }
2095
2096 enum scan_balance {
2097         SCAN_EQUAL,
2098         SCAN_FRACT,
2099         SCAN_ANON,
2100         SCAN_FILE,
2101 };
2102
2103 /*
2104  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2105  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2106  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2107  * onto the active list instead of evict.
2108  *
2109  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2110  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2111  */
2112 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2113                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2114                            unsigned long *lru_pages)
2115 {
2116         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2117         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2118         u64 fraction[2];
2119         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2120         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2121         unsigned long anon_prio, file_prio;
2122         enum scan_balance scan_balance;
2123         unsigned long anon, file;
2124         bool force_scan = false;
2125         unsigned long ap, fp;
2126         enum lru_list lru;
2127         bool some_scanned;
2128         int pass;
2129
2130         /*
2131          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2132          * results in no scanning on this priority and a potential
2133          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2134          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2135          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2136          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2137          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2138          * well.
2139          */
2140         if (current_is_kswapd()) {
2141                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2142                         force_scan = true;
2143                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2144                         force_scan = true;
2145         }
2146         if (!global_reclaim(sc))
2147                 force_scan = true;
2148
2149         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2150         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2151                 scan_balance = SCAN_FILE;
2152                 goto out;
2153         }
2154
2155         /*
2156          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2157          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2158          * disable swapping for individual groups completely when
2159          * using the memory controller's swap limit feature would be
2160          * too expensive.
2161          */
2162         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2163                 scan_balance = SCAN_FILE;
2164                 goto out;
2165         }
2166
2167         /*
2168          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2169          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2170          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2171          */
2172         if (!sc->priority && swappiness) {
2173                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2174                 goto out;
2175         }
2176
2177         /*
2178          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2179          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2180          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2181          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2182          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2183          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2184          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2185          */
2186         if (global_reclaim(sc)) {
2187                 unsigned long pgdatfile;
2188                 unsigned long pgdatfree;
2189                 int z;
2190                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2191
2192                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2193                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2194                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2195
2196                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2197                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2198                         if (!managed_zone(zone))
2199                                 continue;
2200
2201                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2202                 }
2203
2204                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2205                         scan_balance = SCAN_ANON;
2206                         goto out;
2207                 }
2208         }
2209
2210         /*
2211          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2212          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2213          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2214          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2215          * Without the second condition we could end up never scanning an
2216          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2217          * system is under heavy pressure.
2218          */
2219         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc) &&
2220             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE) >> sc->priority) {
2221                 scan_balance = SCAN_FILE;
2222                 goto out;
2223         }
2224
2225         scan_balance = SCAN_FRACT;
2226
2227         /*
2228          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2229          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2230          */
2231         anon_prio = swappiness;
2232         file_prio = 200 - anon_prio;
2233
2234         /*
2235          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2236          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2237          * ratios to determine how valuable each cache is.
2238          *
2239          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2240          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2241          * up weighing recent references more than old ones.
2242          *
2243          * anon in [0], file in [1]
2244          */
2245
2246         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2247                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2248         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2249                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2250
2251         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2252         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2253                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2254                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2255         }
2256
2257         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2258                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2259                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2260         }
2261
2262         /*
2263          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2264          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2265          * each list that were recently referenced and in active use.
2266          */
2267         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2268         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2269
2270         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2271         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2272         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2273
2274         fraction[0] = ap;
2275         fraction[1] = fp;
2276         denominator = ap + fp + 1;
2277 out:
2278         some_scanned = false;
2279         /* Only use force_scan on second pass. */
2280         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2281                 *lru_pages = 0;
2282                 for_each_evictable_lru(lru) {
2283                         int file = is_file_lru(lru);
2284                         unsigned long size;
2285                         unsigned long scan;
2286
2287                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru);
2288                         scan = size >> sc->priority;
2289
2290                         if (!scan && pass && force_scan)
2291                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2292
2293                         switch (scan_balance) {
2294                         case SCAN_EQUAL:
2295                                 /* Scan lists relative to size */
2296                                 break;
2297                         case SCAN_FRACT:
2298                                 /*
2299                                  * Scan types proportional to swappiness and
2300                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2301                                  */
2302                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2303                                                         denominator);
2304                                 break;
2305                         case SCAN_FILE:
2306                         case SCAN_ANON:
2307                                 /* Scan one type exclusively */
2308                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2309                                         size = 0;
2310                                         scan = 0;
2311                                 }
2312                                 break;
2313                         default:
2314                                 /* Look ma, no brain */
2315                                 BUG();
2316                         }
2317
2318                         *lru_pages += size;
2319                         nr[lru] = scan;
2320
2321                         /*
2322                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2323                          * if we found something to scan.
2324                          */
2325                         some_scanned |= !!scan;
2326                 }
2327         }
2328 }
2329
2330 /*
2331  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2332  */
2333 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2334                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2335 {
2336         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2337         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2338         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2339         unsigned long nr_to_scan;
2340         enum lru_list lru;
2341         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2342         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2343         struct blk_plug plug;
2344         bool scan_adjusted;
2345
2346         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2347
2348         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2349         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2350
2351         /*
2352          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2353          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2354          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2355          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2356          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2357          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2358          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2359          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2360          * dropped to zero at the first pass.
2361          */
2362         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2363                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2364
2365         blk_start_plug(&plug);
2366         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2367                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2368                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2369                 unsigned long nr_scanned;
2370
2371                 for_each_evictable_lru(lru) {
2372                         if (nr[lru]) {
2373                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2374                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2375
2376                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2377                                                             lruvec, sc);
2378                         }
2379                 }
2380
2381                 cond_resched();
2382
2383                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2384                         continue;
2385
2386                 /*
2387                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2388                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2389                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2390                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2391                  * proportional to the original scan target.
2392                  */
2393                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2394                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2395
2396                 /*
2397                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2398                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2399                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2400                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2401                  */
2402                 if (!nr_file || !nr_anon)
2403                         break;
2404
2405                 if (nr_file > nr_anon) {
2406                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2407                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2408                         lru = LRU_BASE;
2409                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2410                 } else {
2411                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2412                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2413                         lru = LRU_FILE;
2414                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2415                 }
2416
2417                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2418                 nr[lru] = 0;
2419                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2420
2421                 /*
2422                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2423                  * scan target and the percentage scanning already complete
2424                  */
2425                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2426                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2427                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2428                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2429
2430                 lru += LRU_ACTIVE;
2431                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2432                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2433                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2434
2435                 scan_adjusted = true;
2436         }
2437         blk_finish_plug(&plug);
2438         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2439
2440         /*
2441          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2442          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2443          */
2444         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
2445                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2446                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2447 }
2448
2449 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2450 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2451 {
2452         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2453                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2454                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2455                 return true;
2456
2457         return false;
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2462  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2463  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2464  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2465  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2466  */
2467 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2468                                         unsigned long nr_reclaimed,
2469                                         unsigned long nr_scanned,
2470                                         struct scan_control *sc)
2471 {
2472         unsigned long pages_for_compaction;
2473         unsigned long inactive_lru_pages;
2474         int z;
2475
2476         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2477         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2478                 return false;
2479
2480         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2481         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2482                 /*
2483                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2484                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2485                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2486                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2487                  */
2488                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2489                         return false;
2490         } else {
2491                 /*
2492                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2493                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2494                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2495                  * pages that were scanned. This will return to the
2496                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2497                  * the resulting allocation attempt fails
2498                  */
2499                 if (!nr_reclaimed)
2500                         return false;
2501         }
2502
2503         /*
2504          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2505          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2506          */
2507         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2508         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2509         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2510                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2511         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2512                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2513                 return true;
2514
2515         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2516         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2517                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2518                 if (!managed_zone(zone))
2519                         continue;
2520
2521                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2522                 case COMPACT_SUCCESS:
2523                 case COMPACT_CONTINUE:
2524                         return false;
2525                 default:
2526                         /* check next zone */
2527                         ;
2528                 }
2529         }
2530         return true;
2531 }
2532
2533 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2534 {
2535         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2536         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2537         bool reclaimable = false;
2538
2539         do {
2540                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2541                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2542                         .pgdat = pgdat,
2543                         .priority = sc->priority,
2544                 };
2545                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2546                 struct mem_cgroup *memcg;
2547
2548                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2549                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2550
2551                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2552                 do {
2553                         unsigned long lru_pages;
2554                         unsigned long reclaimed;
2555                         unsigned long scanned;
2556
2557                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2558                                 if (!sc->may_thrash)
2559                                         continue;
2560                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2561                         }
2562
2563                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2564                         scanned = sc->nr_scanned;
2565
2566                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2567                         node_lru_pages += lru_pages;
2568
2569                         if (memcg)
2570                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2571                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2572                                             lru_pages);
2573
2574                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2575                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2576                                    sc->nr_scanned - scanned,
2577                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2578
2579                         /*
2580                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2581                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2582                          * node.
2583                          *
2584                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2585                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2586                          * retry with decreasing priority if one round over the
2587                          * whole hierarchy is not sufficient.
2588                          */
2589                         if (!global_reclaim(sc) &&
2590                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2591                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2592                                 break;
2593                         }
2594                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2595
2596                 /*
2597                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2598                  * the eligible LRU pages were scanned.
2599                  */
2600                 if (global_reclaim(sc))
2601                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2602                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2603                                     node_lru_pages);
2604
2605                 if (reclaim_state) {
2606                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2607                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2608                 }
2609
2610                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2611                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2612                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2613                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2614
2615                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2616                         reclaimable = true;
2617
2618         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2619                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2620
2621         return reclaimable;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2626  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2627  * should reclaim first.
2628  */
2629 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2630 {
2631         unsigned long watermark;
2632         enum compact_result suitable;
2633
2634         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2635         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2636                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2637                 return true;
2638         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2639                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2640                 return false;
2641
2642         /*
2643          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2644          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2645          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2646          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2647          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2648          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2649          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2650          */
2651         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2652
2653         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2654 }
2655
2656 /*
2657  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2658  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2659  * request.
2660  *
2661  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2662  * scan then give up on it.
2663  */
2664 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2665 {
2666         struct zoneref *z;
2667         struct zone *zone;
2668         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2669         unsigned long nr_soft_scanned;
2670         gfp_t orig_mask;
2671         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2672
2673         /*
2674          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2675          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2676          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2677          */
2678         orig_mask = sc->gfp_mask;
2679         if (buffer_heads_over_limit) {
2680                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2681                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2682         }
2683
2684         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2685                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2686                 /*
2687                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2688                  * to global LRU.
2689                  */
2690                 if (global_reclaim(sc)) {
2691                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2692                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2693                                 continue;
2694
2695                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2696                             !pgdat_reclaimable(zone->zone_pgdat))
2697                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2698
2699                         /*
2700                          * If we already have plenty of memory free for
2701                          * compaction in this zone, don't free any more.
2702                          * Even though compaction is invoked for any
2703                          * non-zero order, only frequent costly order
2704                          * reclamation is disruptive enough to become a
2705                          * noticeable problem, like transparent huge
2706                          * page allocations.
2707                          */
2708                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2709                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2710                             compaction_ready(zone, sc)) {
2711                                 sc->compaction_ready = true;
2712                                 continue;
2713                         }
2714
2715                         /*
2716                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2717                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2718                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2719                          * the user prefers lower zones being preserved.
2720                          */
2721                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2722                                 continue;
2723
2724                         /*
2725                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2726                          * and returns the number of reclaimed pages and
2727                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2728                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2729                          */
2730                         nr_soft_scanned = 0;
2731                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2732                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2733                                                 &nr_soft_scanned);
2734                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2735                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2736                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2737                 }
2738
2739                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2740                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2741                         continue;
2742                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2743                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2744         }
2745
2746         /*
2747          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2748          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2749          */
2750         sc->gfp_mask = orig_mask;
2751 }
2752
2753 /*
2754  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2755  *
2756  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2757  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2758  *
2759  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2760  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2761  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2762  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2763  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2764  * work, and the allocation attempt will fail.
2765  *
2766  * returns:     0, if no pages reclaimed
2767  *              else, the number of pages reclaimed
2768  */
2769 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2770                                           struct scan_control *sc)
2771 {
2772         int initial_priority = sc->priority;
2773         unsigned long total_scanned = 0;
2774         unsigned long writeback_threshold;
2775 retry:
2776         delayacct_freepages_start();
2777
2778         if (global_reclaim(sc))
2779                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2780
2781         do {
2782                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2783                                 sc->priority);
2784                 sc->nr_scanned = 0;
2785                 shrink_zones(zonelist, sc);
2786
2787                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2788                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2789                         break;
2790
2791                 if (sc->compaction_ready)
2792                         break;
2793
2794                 /*
2795                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2796                  * writepage even in laptop mode.
2797                  */
2798                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2799                         sc->may_writepage = 1;
2800
2801                 /*
2802                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2803                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2804                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2805                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2806                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2807                  */
2808                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2809                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2810                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2811                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2812                         sc->may_writepage = 1;
2813                 }
2814         } while (--sc->priority >= 0);
2815
2816         delayacct_freepages_end();
2817
2818         if (sc->nr_reclaimed)
2819                 return sc->nr_reclaimed;
2820
2821         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2822         if (sc->compaction_ready)
2823                 return 1;
2824
2825         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2826         if (!sc->may_thrash) {
2827                 sc->priority = initial_priority;
2828                 sc->may_thrash = 1;
2829                 goto retry;
2830         }
2831
2832         return 0;
2833 }
2834
2835 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2836 {
2837         struct zone *zone;
2838         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2839         unsigned long free_pages = 0;
2840         int i;
2841         bool wmark_ok;
2842
2843         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2844                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2845                 if (!managed_zone(zone) ||
2846                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2847                         continue;
2848
2849                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2850                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2851         }
2852
2853         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2854         if (!pfmemalloc_reserve)
2855                 return true;
2856
2857         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2858
2859         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2860         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2861                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2862                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2863                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2864         }
2865
2866         return wmark_ok;
2867 }
2868
2869 /*
2870  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2871  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2872  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2873  * when the low watermark is reached.
2874  *
2875  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2876  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2877  */
2878 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2879                                         nodemask_t *nodemask)
2880 {
2881         struct zoneref *z;
2882         struct zone *zone;
2883         pg_data_t *pgdat = NULL;
2884
2885         /*
2886          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2887          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2888          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2889          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2890          * processes to block on log_wait_commit().
2891          */
2892         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2893                 goto out;
2894
2895         /*
2896          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2897          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2898          */
2899         if (fatal_signal_pending(current))
2900                 goto out;
2901
2902         /*
2903          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2904          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2905          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2906          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2907          *
2908          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2909          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2910          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2911          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2912          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2913          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2914          * should make reasonable progress.
2915          */
2916         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2917                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2918                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2919                         continue;
2920
2921                 /* Throttle based on the first usable node */
2922                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2923                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2924                         goto out;
2925                 break;
2926         }
2927
2928         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2929         if (!pgdat)
2930                 goto out;
2931
2932         /* Account for the throttling */
2933         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2934
2935         /*
2936          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2937          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2938          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2939          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2940          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2941          * second before continuing.
2942          */
2943         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2944                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2945                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2946
2947                 goto check_pending;
2948         }
2949
2950         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2951         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2952                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2953
2954 check_pending:
2955         if (fatal_signal_pending(current))
2956                 return true;
2957
2958 out:
2959         return false;
2960 }
2961
2962 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2963                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2964 {
2965         unsigned long nr_reclaimed;
2966         struct scan_control sc = {
2967                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2968                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2969                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2970                 .order = order,
2971                 .nodemask = nodemask,
2972                 .priority = DEF_PRIORITY,
2973                 .may_writepage = !laptop_mode,
2974                 .may_unmap = 1,
2975                 .may_swap = 1,
2976         };
2977
2978         /*
2979          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2980          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2981          * point.
2982          */
2983         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2984                 return 1;
2985
2986         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2987                                 sc.may_writepage,
2988                                 gfp_mask,
2989                                 sc.reclaim_idx);
2990
2991         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2992
2993         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2994
2995         return nr_reclaimed;
2996 }
2997
2998 #ifdef CONFIG_MEMCG
2999
3000 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
3001                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
3002                                                 pg_data_t *pgdat,
3003                                                 unsigned long *nr_scanned)
3004 {
3005         struct scan_control sc = {
3006                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3007                 .target_mem_cgroup = memcg,
3008                 .may_writepage = !laptop_mode,
3009                 .may_unmap = 1,
3010                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3011                 .may_swap = !noswap,
3012         };
3013         unsigned long lru_pages;
3014
3015         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3016                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3017
3018         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3019                                                       sc.may_writepage,
3020                                                       sc.gfp_mask,
3021                                                       sc.reclaim_idx);
3022
3023         /*
3024          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3025          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3026          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3027          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3028          * the priority and make it zero.
3029          */
3030         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3031
3032         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3033
3034         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3035         return sc.nr_reclaimed;
3036 }
3037
3038 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3039                                            unsigned long nr_pages,
3040                                            gfp_t gfp_mask,
3041                                            bool may_swap)
3042 {
3043         struct zonelist *zonelist;
3044         unsigned long nr_reclaimed;
3045         int nid;
3046         struct scan_control sc = {
3047                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3048                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3049                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3050                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3051                 .target_mem_cgroup = memcg,
3052                 .priority = DEF_PRIORITY,
3053                 .may_writepage = !laptop_mode,
3054                 .may_unmap = 1,
3055                 .may_swap = may_swap,
3056         };
3057
3058         /*
3059          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3060          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3061          * scan does not need to be the current node.
3062          */
3063         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3064
3065         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3066
3067         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3068                                             sc.may_writepage,
3069                                             sc.gfp_mask,
3070                                             sc.reclaim_idx);
3071
3072         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3073         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3074         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3075
3076         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3077
3078         return nr_reclaimed;
3079 }
3080 #endif
3081
3082 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3083                                 struct scan_control *sc)
3084 {
3085         struct mem_cgroup *memcg;
3086
3087         if (!total_swap_pages)
3088                 return;
3089
3090         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3091         do {
3092                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3093
3094                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
3095                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3096                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3097
3098                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3099         } while (memcg);
3100 }
3101
3102 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3103 {
3104         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3105
3106         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3107                 return false;
3108
3109         /*
3110          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3111          * to be congested or dirty
3112          */
3113         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3114         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3115
3116         return true;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3121  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3122  *
3123  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3124  */
3125 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3126 {
3127         int i;
3128
3129         /*
3130          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3131          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3132          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3133          * throttled. There is also a potential race if processes get
3134          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3135          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3136          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3137          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3138          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3139          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3140          * that here we are under prepare_to_wait().
3141          */
3142         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3143                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3144
3145         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3146                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3147
3148                 if (!managed_zone(zone))
3149                         continue;
3150
3151                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3152                         return false;
3153         }
3154
3155         return true;
3156 }
3157
3158 /*
3159  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3160  * zone that is currently unbalanced.
3161  *
3162  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3163  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3164  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3165  */
3166 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3167                                struct scan_control *sc)
3168 {
3169         struct zone *zone;
3170         int z;
3171
3172         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3173         sc->nr_to_reclaim = 0;
3174         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3175                 zone = pgdat->node_zones + z;
3176                 if (!managed_zone(zone))
3177                         continue;
3178
3179                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3180         }
3181
3182         /*
3183          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3184          * now pressure is applied based on node LRU order.
3185          */
3186         shrink_node(pgdat, sc);
3187
3188         /*
3189          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3190          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3191          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3192          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3193          * can direct reclaim/compact.
3194          */
3195         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3196                 sc->order = 0;
3197
3198         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3199 }
3200
3201 /*
3202  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3203  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3204  * balanced.
3205  *
3206  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3207  *
3208  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3209  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3210  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3211  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3212  * balanced.
3213  */
3214 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3215 {
3216         int i;
3217         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3218         unsigned long nr_soft_scanned;
3219         struct zone *zone;
3220         struct scan_control sc = {
3221                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3222                 .order = order,
3223                 .priority = DEF_PRIORITY,
3224                 .may_writepage = !laptop_mode,
3225                 .may_unmap = 1,
3226                 .may_swap = 1,
3227         };
3228         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3229
3230         do {
3231                 bool raise_priority = true;
3232
3233                 sc.nr_reclaimed = 0;
3234                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3235
3236                 /*
3237                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3238                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3239                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3240                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3241                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3242                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3243                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3244                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3245                  */
3246                 if (buffer_heads_over_limit) {
3247                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3248                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3249                                 if (!managed_zone(zone))
3250                                         continue;
3251
3252                                 sc.reclaim_idx = i;
3253                                 break;
3254                         }
3255                 }
3256
3257                 /*
3258                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3259                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3260                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3261                  * cleared during a very small window when a small low
3262                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3263                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3264                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3265                  * it.
3266                  */
3267                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3268                         zone = pgdat->node_zones + i;
3269                         if (!managed_zone(zone))
3270                                 continue;
3271
3272                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3273                                 goto out;
3274                 }
3275
3276                 /*
3277                  * Do some background aging of the anon list, to give
3278                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3279                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3280                  * about consistent aging.
3281                  */
3282                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3283
3284                 /*
3285                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3286                  * even in laptop mode.
3287                  */
3288                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3289                         sc.may_writepage = 1;
3290
3291                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3292                 sc.nr_scanned = 0;
3293                 nr_soft_scanned = 0;
3294                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3295                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3296                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3297
3298                 /*
3299                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3300                  * enough pages are already being scanned that that high
3301                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3302                  */
3303                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3304                         raise_priority = false;
3305
3306                 /*
3307                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3308                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3309                  * able to safely make forward progress. Wake them
3310                  */
3311                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3312                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3313                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3314
3315                 /* Check if kswapd should be suspending */
3316                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3317                         break;
3318
3319                 /*
3320                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3321                  * progress in reclaiming pages
3322                  */
3323                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3324                         sc.priority--;
3325         } while (sc.priority >= 1);
3326
3327 out:
3328         /*
3329          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3330          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3331          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3332          * remain at the higher level.
3333          */
3334         return sc.order;
3335 }
3336
3337 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3338                                 unsigned int classzone_idx)
3339 {
3340         long remaining = 0;
3341         DEFINE_WAIT(wait);
3342
3343         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3344                 return;
3345
3346         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3347
3348         /* Try to sleep for a short interval */
3349         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3350                 /*
3351                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3352                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3353                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3354                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3355                  */
3356                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3357
3358                 /*
3359                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3360                  * allocation of the requested order possible.
3361                  */
3362                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3363
3364                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3365
3366                 /*
3367                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3368                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3369                  * the previous request that slept prematurely.
3370                  */
3371                 if (remaining) {
3372                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3373                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3374                 }
3375
3376                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3377                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3378         }
3379
3380         /*
3381          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3382          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3383          */
3384         if (!remaining &&
3385             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3386                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3387
3388                 /*
3389                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3390                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3391                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3392                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3393                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3394                  * them before going back to sleep.
3395                  */
3396                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3397
3398                 if (!kthread_should_stop())
3399                         schedule();
3400
3401                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3402         } else {
3403                 if (remaining)
3404                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3405                 else
3406                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3407         }
3408         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3409 }
3410
3411 /*
3412  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3413  * from the init process.
3414  *
3415  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3416  * free memory available even if there is no other activity
3417  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3418  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3419  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3420  *
3421  * If there are applications that are active memory-allocators
3422  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3423  */
3424 static int kswapd(void *p)
3425 {
3426         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3427         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3428         struct task_struct *tsk = current;
3429
3430         struct reclaim_state reclaim_state = {
3431                 .reclaimed_slab = 0,
3432         };
3433         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3434
3435         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3436
3437         if (!cpumask_empty(cpumask))
3438                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3439         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3440
3441         /*
3442          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3443          * and that if we need more memory we should get access to it
3444          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3445          * never get caught in the normal page freeing logic.
3446          *
3447          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3448          * you need a small amount of memory in order to be able to
3449          * page out something else, and this flag essentially protects
3450          * us from recursively trying to free more memory as we're
3451          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3452          */
3453         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3454         set_freezable();
3455
3456         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3457         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3458         for ( ; ; ) {
3459                 bool ret;
3460
3461 kswapd_try_sleep:
3462                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3463                                         classzone_idx);
3464
3465                 /* Read the new order and classzone_idx */
3466                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3467                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3468                 pgdat->kswapd_order = 0;
3469                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3470
3471                 ret = try_to_freeze();
3472                 if (kthread_should_stop())
3473                         break;
3474
3475                 /*
3476                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3477                  * after returning from the refrigerator
3478                  */
3479                 if (ret)
3480                         continue;
3481
3482                 /*
3483                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3484                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3485                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3486                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3487                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3488                  * request (alloc_order).
3489                  */
3490                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3491                                                 alloc_order);
3492                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3493                 if (reclaim_order < alloc_order)
3494                         goto kswapd_try_sleep;
3495
3496                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3497                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3498         }
3499
3500         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3501         current->reclaim_state = NULL;
3502         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3503
3504         return 0;
3505 }
3506
3507 /*
3508  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3509  */
3510 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3511 {
3512         pg_data_t *pgdat;
3513         int z;
3514
3515         if (!managed_zone(zone))
3516                 return;
3517
3518         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3519                 return;
3520         pgdat = zone->zone_pgdat;
3521         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3522         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3523         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3524                 return;
3525
3526         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3527         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3528                 zone = pgdat->node_zones + z;
3529                 if (!managed_zone(zone))
3530                         continue;
3531
3532                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3533                         return;
3534         }
3535
3536         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3537         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3538 }
3539
3540 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3541 /*
3542  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3543  * freed pages.
3544  *
3545  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3546  * LRU order by reclaiming preferentially
3547  * inactive > active > active referenced > active mapped
3548  */
3549 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3550 {
3551         struct reclaim_state reclaim_state;
3552         struct scan_control sc = {
3553                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3554                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3555                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3556                 .priority = DEF_PRIORITY,
3557                 .may_writepage = 1,
3558                 .may_unmap = 1,
3559                 .may_swap = 1,
3560                 .hibernation_mode = 1,
3561         };
3562         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3563         struct task_struct *p = current;
3564         unsigned long nr_reclaimed;
3565
3566         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3567         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3568         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3569         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3570
3571         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3572
3573         p->reclaim_state = NULL;
3574         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3575         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3576
3577         return nr_reclaimed;
3578 }
3579 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3580
3581 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3582    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3583    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3584    restore their cpu bindings. */
3585 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3586 {
3587         int nid;
3588
3589         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3590                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3591                 const struct cpumask *mask;
3592
3593                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3594
3595                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3596                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3597                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3598         }
3599         return 0;
3600 }
3601
3602 /*
3603  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3604  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3605  */
3606 int kswapd_run(int nid)
3607 {
3608         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3609         int ret = 0;
3610
3611         if (pgdat->kswapd)
3612                 return 0;
3613
3614         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3615         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3616                 /* failure at boot is fatal */
3617                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3618                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3619                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3620                 pgdat->kswapd = NULL;
3621         }
3622         return ret;
3623 }
3624
3625 /*
3626  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3627  * hold mem_hotplug_begin/end().
3628  */
3629 void kswapd_stop(int nid)
3630 {
3631         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3632
3633         if (kswapd) {
3634                 kthread_stop(kswapd);
3635                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3636         }
3637 }
3638
3639 static int __init kswapd_init(void)
3640 {
3641         int nid, ret;
3642
3643         swap_setup();
3644         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3645                 kswapd_run(nid);
3646         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3647                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3648                                         NULL);
3649         WARN_ON(ret < 0);
3650         return 0;
3651 }
3652
3653 module_init(kswapd_init)
3654
3655 #ifdef CONFIG_NUMA
3656 /*
3657  * Node reclaim mode
3658  *
3659  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3660  * the watermarks.
3661  */
3662 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3663
3664 #define RECLAIM_OFF 0
3665 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3666 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3667 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3668
3669 /*
3670  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3671  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3672  * a zone.
3673  */
3674 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3675
3676 /*
3677  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3678  * occur.
3679  */
3680 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3681
3682 /*
3683  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3684  * slab reclaim needs to occur.
3685  */
3686 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3687
3688 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3689 {
3690         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3691         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3692                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3693
3694         /*
3695          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3696          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3697          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3698          */
3699         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3700 }
3701
3702 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3703 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3704 {
3705         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3706         unsigned long delta = 0;
3707
3708         /*
3709          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3710          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3711          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3712          * a better estimate
3713          */
3714         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3715                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3716         else
3717                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3718
3719         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3720         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3721                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3722
3723         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3724         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3725                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3726
3727         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3728 }
3729
3730 /*
3731  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3732  */
3733 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3734 {
3735         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3736         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3737         struct task_struct *p = current;
3738         struct reclaim_state reclaim_state;
3739         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3740         struct scan_control sc = {
3741                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3742                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3743                 .order = order,
3744                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3745                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3746                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3747                 .may_swap = 1,
3748                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3749         };
3750
3751         cond_resched();
3752         /*
3753          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3754          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3755          * and RECLAIM_UNMAP.
3756          */
3757         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3758         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3759         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3760         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3761
3762         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3763                 /*
3764                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3765                  * priorities until we have enough memory freed.
3766                  */
3767                 do {
3768                         shrink_node(pgdat, &sc);
3769                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3770         }
3771
3772         p->reclaim_state = NULL;
3773         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3774         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3775         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3776 }
3777
3778 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3779 {
3780         int ret;
3781
3782         /*
3783          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3784          * slab pages if we are over the defined limits.
3785          *
3786          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3787          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3788          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3789          * if less than a specified percentage of the node is used by
3790          * unmapped file backed pages.
3791          */
3792         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3793             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3794                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3795
3796         if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
3797                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3798
3799         /*
3800          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3801          */
3802         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3803                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3804
3805         /*
3806          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3807          * have associated processors. This will favor the local processor
3808          * over remote processors and spread off node memory allocations
3809          * as wide as possible.
3810          */
3811         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3812                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3813
3814         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3815                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3816
3817         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3818         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3819
3820         if (!ret)
3821                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3822
3823         return ret;
3824 }
3825 #endif
3826
3827 /*
3828  * page_evictable - test whether a page is evictable
3829  * @page: the page to test
3830  *
3831  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3832  * lists vs unevictable list.
3833  *
3834  * Reasons page might not be evictable:
3835  * (1) page's mapping marked unevictable
3836  * (2) page is part of an mlocked VMA
3837  *
3838  */
3839 int page_evictable(struct page *page)
3840 {
3841         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3842 }
3843
3844 #ifdef CONFIG_SHMEM
3845 /**
3846  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3847  * @pages:      array of pages to check
3848  * @nr_pages:   number of pages to check
3849  *
3850  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3851  *
3852  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3853  */
3854 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3855 {
3856         struct lruvec *lruvec;
3857         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3858         int pgscanned = 0;
3859         int pgrescued = 0;
3860         int i;
3861
3862         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3863                 struct page *page = pages[i];
3864                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3865
3866                 pgscanned++;
3867                 if (pagepgdat != pgdat) {
3868                         if (pgdat)
3869                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3870                         pgdat = pagepgdat;
3871                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3872                 }
3873                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3874
3875                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3876                         continue;
3877
3878                 if (page_evictable(page)) {
3879                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3880
3881                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3882                         ClearPageUnevictable(page);
3883                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3884                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3885                         pgrescued++;
3886                 }
3887         }
3888
3889         if (pgdat) {
3890                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3891                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3892                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3893         }
3894 }
3895 #endif /* CONFIG_SHMEM */