]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
861ec1431f255ae8eaa3111be414bd2980ddfb3a
[karo-tx-linux.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49 #include <linux/dax.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/balloon_compaction.h>
56
57 #include "internal.h"
58
59 #define CREATE_TRACE_POINTS
60 #include <trace/events/vmscan.h>
61
62 struct scan_control {
63         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
64         unsigned long nr_to_reclaim;
65
66         /* This context's GFP mask */
67         gfp_t gfp_mask;
68
69         /* Allocation order */
70         int order;
71
72         /*
73          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
74          * are scanned.
75          */
76         nodemask_t      *nodemask;
77
78         /*
79          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
80          * primary target of this reclaim invocation.
81          */
82         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
83
84         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
85         int priority;
86
87         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
88         enum zone_type reclaim_idx;
89
90         unsigned int may_writepage:1;
91
92         /* Can mapped pages be reclaimed? */
93         unsigned int may_unmap:1;
94
95         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
96         unsigned int may_swap:1;
97
98         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
99         unsigned int may_thrash:1;
100
101         unsigned int hibernation_mode:1;
102
103         /* One of the zones is ready for compaction */
104         unsigned int compaction_ready:1;
105
106         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
107         unsigned long nr_scanned;
108
109         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
110         unsigned long nr_reclaimed;
111 };
112
113 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
114 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
115         do {                                                            \
116                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
117                         struct page *prev;                              \
118                                                                         \
119                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
120                         prefetch(&prev->_field);                        \
121                 }                                                       \
122         } while (0)
123 #else
124 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
125 #endif
126
127 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
128 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
129         do {                                                            \
130                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
131                         struct page *prev;                              \
132                                                                         \
133                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
134                         prefetchw(&prev->_field);                       \
135                 }                                                       \
136         } while (0)
137 #else
138 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
139 #endif
140
141 /*
142  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
143  */
144 int vm_swappiness = 60;
145 /*
146  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
147  * zones.
148  */
149 unsigned long vm_total_pages;
150
151 static LIST_HEAD(shrinker_list);
152 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
153
154 #ifdef CONFIG_MEMCG
155 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
156 {
157         return !sc->target_mem_cgroup;
158 }
159
160 /**
161  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
162  * @sc: scan_control in question
163  *
164  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
165  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
166  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
167  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
168  * allocation and configurability.
169  *
170  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
171  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
172  */
173 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
174 {
175         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
176
177         if (!memcg)
178                 return true;
179 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
180         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
181                 return true;
182 #endif
183         return false;
184 }
185 #else
186 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
187 {
188         return true;
189 }
190
191 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
192 {
193         return true;
194 }
195 #endif
196
197 /*
198  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
199  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
200  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
201  */
202 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
203 {
204         unsigned long nr;
205
206         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
207                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
208         if (get_nr_swap_pages() > 0)
209                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
210                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
211
212         return nr;
213 }
214
215 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
216 {
217         unsigned long nr;
218
219         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
220              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
221              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
222
223         if (get_nr_swap_pages() > 0)
224                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
225                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
226                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
227
228         return nr;
229 }
230
231 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
234                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
235 }
236
237 /**
238  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
239  * @lruvec: lru vector
240  * @lru: lru to use
241  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
242  */
243 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
244 {
245         unsigned long lru_size;
246         int zid;
247
248         if (!mem_cgroup_disabled())
249                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
250         else
251                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
252
253         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
254                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
255                 unsigned long size;
256
257                 if (!managed_zone(zone))
258                         continue;
259
260                 if (!mem_cgroup_disabled())
261                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
262                 else
263                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
264                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
265                 lru_size -= min(size, lru_size);
266         }
267
268         return lru_size;
269
270 }
271
272 /*
273  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
274  */
275 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
276 {
277         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
278
279         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
280                 size *= nr_node_ids;
281
282         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
283         if (!shrinker->nr_deferred)
284                 return -ENOMEM;
285
286         down_write(&shrinker_rwsem);
287         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
288         up_write(&shrinker_rwsem);
289         return 0;
290 }
291 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
292
293 /*
294  * Remove one
295  */
296 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
297 {
298         down_write(&shrinker_rwsem);
299         list_del(&shrinker->list);
300         up_write(&shrinker_rwsem);
301         kfree(shrinker->nr_deferred);
302 }
303 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
304
305 #define SHRINK_BATCH 128
306
307 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
308                                     struct shrinker *shrinker,
309                                     unsigned long nr_scanned,
310                                     unsigned long nr_eligible)
311 {
312         unsigned long freed = 0;
313         unsigned long long delta;
314         long total_scan;
315         long freeable;
316         long nr;
317         long new_nr;
318         int nid = shrinkctl->nid;
319         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
320                                           : SHRINK_BATCH;
321         long scanned = 0, next_deferred;
322
323         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
324         if (freeable == 0)
325                 return 0;
326
327         /*
328          * copy the current shrinker scan count into a local variable
329          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
330          * don't also do this scanning work.
331          */
332         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
333
334         total_scan = nr;
335         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
336         delta *= freeable;
337         do_div(delta, nr_eligible + 1);
338         total_scan += delta;
339         if (total_scan < 0) {
340                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
341                        shrinker->scan_objects, total_scan);
342                 total_scan = freeable;
343                 next_deferred = nr;
344         } else
345                 next_deferred = total_scan;
346
347         /*
348          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
349          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
350          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
351          * nr being built up so when a shrink that can do some work
352          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
353          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
354          * memory.
355          *
356          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
357          * a large delta change is calculated directly.
358          */
359         if (delta < freeable / 4)
360                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
361
362         /*
363          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
364          * never try to free more than twice the estimate number of
365          * freeable entries.
366          */
367         if (total_scan > freeable * 2)
368                 total_scan = freeable * 2;
369
370         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
371                                    nr_scanned, nr_eligible,
372                                    freeable, delta, total_scan);
373
374         /*
375          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
376          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
377          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
378          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
379          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
380          * objects spread over several slabs with usage less than the
381          * batch_size.
382          *
383          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
384          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
385          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
386          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
387          * possible.
388          */
389         while (total_scan >= batch_size ||
390                total_scan >= freeable) {
391                 unsigned long ret;
392                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
393
394                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
395                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
396                 if (ret == SHRINK_STOP)
397                         break;
398                 freed += ret;
399
400                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
401                 total_scan -= nr_to_scan;
402                 scanned += nr_to_scan;
403
404                 cond_resched();
405         }
406
407         if (next_deferred >= scanned)
408                 next_deferred -= scanned;
409         else
410                 next_deferred = 0;
411         /*
412          * move the unused scan count back into the shrinker in a
413          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
414          * scan, there is no need to do an update.
415          */
416         if (next_deferred > 0)
417                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
418                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
419         else
420                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
421
422         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
423         return freed;
424 }
425
426 /**
427  * shrink_slab - shrink slab caches
428  * @gfp_mask: allocation context
429  * @nid: node whose slab caches to target
430  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
431  * @nr_scanned: pressure numerator
432  * @nr_eligible: pressure denominator
433  *
434  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
435  *
436  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
437  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
438  *
439  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
440  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
441  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
442  * shrinkers are called.
443  *
444  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
445  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
446  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
447  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
448  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
449  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
450  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
451  *
452  * Returns the number of reclaimed slab objects.
453  */
454 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
455                                  struct mem_cgroup *memcg,
456                                  unsigned long nr_scanned,
457                                  unsigned long nr_eligible)
458 {
459         struct shrinker *shrinker;
460         unsigned long freed = 0;
461
462         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
463                 return 0;
464
465         if (nr_scanned == 0)
466                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
467
468         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
469                 /*
470                  * If we would return 0, our callers would understand that we
471                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
472                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
473                  * time.
474                  */
475                 freed = 1;
476                 goto out;
477         }
478
479         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
480                 struct shrink_control sc = {
481                         .gfp_mask = gfp_mask,
482                         .nid = nid,
483                         .memcg = memcg,
484                 };
485
486                 /*
487                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
488                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
489                  * passing NULL for memcg.
490                  */
491                 if (memcg_kmem_enabled() &&
492                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
493                         continue;
494
495                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
496                         sc.nid = 0;
497
498                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
499         }
500
501         up_read(&shrinker_rwsem);
502 out:
503         cond_resched();
504         return freed;
505 }
506
507 void drop_slab_node(int nid)
508 {
509         unsigned long freed;
510
511         do {
512                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
513
514                 freed = 0;
515                 do {
516                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
517                                              1000, 1000);
518                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
519         } while (freed > 10);
520 }
521
522 void drop_slab(void)
523 {
524         int nid;
525
526         for_each_online_node(nid)
527                 drop_slab_node(nid);
528 }
529
530 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
531 {
532         /*
533          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
534          * that isolated the page, the page cache radix tree and
535          * optional buffer heads at page->private.
536          */
537         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
538 }
539
540 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
541 {
542         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
543                 return 1;
544         if (!inode_write_congested(inode))
545                 return 1;
546         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
547                 return 1;
548         return 0;
549 }
550
551 /*
552  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
553  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
554  * fsync(), msync() or close().
555  *
556  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
557  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
558  * that page is locked, the mapping is pinned.
559  *
560  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
561  * __GFP_FS.
562  */
563 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
564                                 struct page *page, int error)
565 {
566         lock_page(page);
567         if (page_mapping(page) == mapping)
568                 mapping_set_error(mapping, error);
569         unlock_page(page);
570 }
571
572 /* possible outcome of pageout() */
573 typedef enum {
574         /* failed to write page out, page is locked */
575         PAGE_KEEP,
576         /* move page to the active list, page is locked */
577         PAGE_ACTIVATE,
578         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
579         PAGE_SUCCESS,
580         /* page is clean and locked */
581         PAGE_CLEAN,
582 } pageout_t;
583
584 /*
585  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
586  * Calls ->writepage().
587  */
588 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
589                          struct scan_control *sc)
590 {
591         /*
592          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
593          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
594          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
595          * stalls if we need to run get_block().  We could test
596          * PagePrivate for that.
597          *
598          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
599          * this page's queue, we can perform writeback even if that
600          * will block.
601          *
602          * If the page is swapcache, write it back even if that would
603          * block, for some throttling. This happens by accident, because
604          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
605          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
606          */
607         if (!is_page_cache_freeable(page))
608                 return PAGE_KEEP;
609         if (!mapping) {
610                 /*
611                  * Some data journaling orphaned pages can have
612                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
613                  */
614                 if (page_has_private(page)) {
615                         if (try_to_free_buffers(page)) {
616                                 ClearPageDirty(page);
617                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
618                                 return PAGE_CLEAN;
619                         }
620                 }
621                 return PAGE_KEEP;
622         }
623         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
624                 return PAGE_ACTIVATE;
625         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
626                 return PAGE_KEEP;
627
628         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
629                 int res;
630                 struct writeback_control wbc = {
631                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
632                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
633                         .range_start = 0,
634                         .range_end = LLONG_MAX,
635                         .for_reclaim = 1,
636                 };
637
638                 SetPageReclaim(page);
639                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
640                 if (res < 0)
641                         handle_write_error(mapping, page, res);
642                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
643                         ClearPageReclaim(page);
644                         return PAGE_ACTIVATE;
645                 }
646
647                 if (!PageWriteback(page)) {
648                         /* synchronous write or broken a_ops? */
649                         ClearPageReclaim(page);
650                 }
651                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
652                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
653                 return PAGE_SUCCESS;
654         }
655
656         return PAGE_CLEAN;
657 }
658
659 /*
660  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
661  * gets returned with a refcount of 0.
662  */
663 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
664                             bool reclaimed)
665 {
666         unsigned long flags;
667
668         BUG_ON(!PageLocked(page));
669         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
670
671         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
672         /*
673          * The non racy check for a busy page.
674          *
675          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
676          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
677          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
678          * here, then the following race may occur:
679          *
680          * get_user_pages(&page);
681          * [user mapping goes away]
682          * write_to(page);
683          *                              !PageDirty(page)    [good]
684          * SetPageDirty(page);
685          * put_page(page);
686          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
687          *
688          * [oops, our write_to data is lost]
689          *
690          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
691          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
692          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
693          *
694          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
695          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
696          */
697         if (!page_ref_freeze(page, 2))
698                 goto cannot_free;
699         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
700         if (unlikely(PageDirty(page))) {
701                 page_ref_unfreeze(page, 2);
702                 goto cannot_free;
703         }
704
705         if (PageSwapCache(page)) {
706                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
707                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
708                 __delete_from_swap_cache(page);
709                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
710                 swapcache_free(swap);
711         } else {
712                 void (*freepage)(struct page *);
713                 void *shadow = NULL;
714
715                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
716                 /*
717                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
718                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
719                  *
720                  * But don't store shadows in an address space that is
721                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
722                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
723                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
724                  * back.
725                  *
726                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
727                  * only page cache pages found in these are zero pages
728                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
729                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
730                  * same page_tree.
731                  */
732                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
733                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
734                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
735                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
736                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
737
738                 if (freepage != NULL)
739                         freepage(page);
740         }
741
742         return 1;
743
744 cannot_free:
745         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
746         return 0;
747 }
748
749 /*
750  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
751  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
752  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
753  * this page.
754  */
755 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
756 {
757         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
758                 /*
759                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
760                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
761                  * atomic operation.
762                  */
763                 page_ref_unfreeze(page, 1);
764                 return 1;
765         }
766         return 0;
767 }
768
769 /**
770  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
771  * @page: page to be put back to appropriate lru list
772  *
773  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
774  * Page may still be unevictable for other reasons.
775  *
776  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
777  */
778 void putback_lru_page(struct page *page)
779 {
780         bool is_unevictable;
781         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
782
783         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
784
785 redo:
786         ClearPageUnevictable(page);
787
788         if (page_evictable(page)) {
789                 /*
790                  * For evictable pages, we can use the cache.
791                  * In event of a race, worst case is we end up with an
792                  * unevictable page on [in]active list.
793                  * We know how to handle that.
794                  */
795                 is_unevictable = false;
796                 lru_cache_add(page);
797         } else {
798                 /*
799                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
800                  * list.
801                  */
802                 is_unevictable = true;
803                 add_page_to_unevictable_list(page);
804                 /*
805                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
806                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
807                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
808                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
809                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
810                  * the page back to the evictable list.
811                  *
812                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
813                  */
814                 smp_mb();
815         }
816
817         /*
818          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
819          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
820          * check after we added it to the list, again.
821          */
822         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
823                 if (!isolate_lru_page(page)) {
824                         put_page(page);
825                         goto redo;
826                 }
827                 /* This means someone else dropped this page from LRU
828                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
829                  * nothing to do here.
830                  */
831         }
832
833         if (was_unevictable && !is_unevictable)
834                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
835         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
836                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
837
838         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
839 }
840
841 enum page_references {
842         PAGEREF_RECLAIM,
843         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
844         PAGEREF_KEEP,
845         PAGEREF_ACTIVATE,
846 };
847
848 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
849                                                   struct scan_control *sc)
850 {
851         int referenced_ptes, referenced_page;
852         unsigned long vm_flags;
853
854         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
855                                           &vm_flags);
856         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
857
858         /*
859          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
860          * move the page to the unevictable list.
861          */
862         if (vm_flags & VM_LOCKED)
863                 return PAGEREF_RECLAIM;
864
865         if (referenced_ptes) {
866                 if (PageSwapBacked(page))
867                         return PAGEREF_ACTIVATE;
868                 /*
869                  * All mapped pages start out with page table
870                  * references from the instantiating fault, so we need
871                  * to look twice if a mapped file page is used more
872                  * than once.
873                  *
874                  * Mark it and spare it for another trip around the
875                  * inactive list.  Another page table reference will
876                  * lead to its activation.
877                  *
878                  * Note: the mark is set for activated pages as well
879                  * so that recently deactivated but used pages are
880                  * quickly recovered.
881                  */
882                 SetPageReferenced(page);
883
884                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
885                         return PAGEREF_ACTIVATE;
886
887                 /*
888                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
889                  */
890                 if (vm_flags & VM_EXEC)
891                         return PAGEREF_ACTIVATE;
892
893                 return PAGEREF_KEEP;
894         }
895
896         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
897         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
898                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
899
900         return PAGEREF_RECLAIM;
901 }
902
903 /* Check if a page is dirty or under writeback */
904 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
905                                        bool *dirty, bool *writeback)
906 {
907         struct address_space *mapping;
908
909         /*
910          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
911          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
912          */
913         if (!page_is_file_cache(page)) {
914                 *dirty = false;
915                 *writeback = false;
916                 return;
917         }
918
919         /* By default assume that the page flags are accurate */
920         *dirty = PageDirty(page);
921         *writeback = PageWriteback(page);
922
923         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
924         if (!page_has_private(page))
925                 return;
926
927         mapping = page_mapping(page);
928         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
929                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
930 }
931
932 struct reclaim_stat {
933         unsigned nr_dirty;
934         unsigned nr_unqueued_dirty;
935         unsigned nr_congested;
936         unsigned nr_writeback;
937         unsigned nr_immediate;
938         unsigned nr_activate;
939         unsigned nr_ref_keep;
940         unsigned nr_unmap_fail;
941 };
942
943 /*
944  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
945  */
946 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
947                                       struct pglist_data *pgdat,
948                                       struct scan_control *sc,
949                                       enum ttu_flags ttu_flags,
950                                       struct reclaim_stat *stat,
951                                       bool force_reclaim)
952 {
953         LIST_HEAD(ret_pages);
954         LIST_HEAD(free_pages);
955         int pgactivate = 0;
956         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
957         unsigned nr_dirty = 0;
958         unsigned nr_congested = 0;
959         unsigned nr_reclaimed = 0;
960         unsigned nr_writeback = 0;
961         unsigned nr_immediate = 0;
962         unsigned nr_ref_keep = 0;
963         unsigned nr_unmap_fail = 0;
964
965         cond_resched();
966
967         while (!list_empty(page_list)) {
968                 struct address_space *mapping;
969                 struct page *page;
970                 int may_enter_fs;
971                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
972                 bool dirty, writeback;
973                 bool lazyfree = false;
974                 int ret = SWAP_SUCCESS;
975
976                 cond_resched();
977
978                 page = lru_to_page(page_list);
979                 list_del(&page->lru);
980
981                 if (!trylock_page(page))
982                         goto keep;
983
984                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
985
986                 sc->nr_scanned++;
987
988                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
989                         goto cull_mlocked;
990
991                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
992                         goto keep_locked;
993
994                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
995                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
996                         sc->nr_scanned++;
997
998                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
999                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
1000
1001                 /*
1002                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
1003                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1004                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1005                  * is all dirty unqueued pages.
1006                  */
1007                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1008                 if (dirty || writeback)
1009                         nr_dirty++;
1010
1011                 if (dirty && !writeback)
1012                         nr_unqueued_dirty++;
1013
1014                 /*
1015                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1016                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1017                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1018                  * end of the LRU a second time.
1019                  */
1020                 mapping = page_mapping(page);
1021                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1022                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1023                     (writeback && PageReclaim(page)))
1024                         nr_congested++;
1025
1026                 /*
1027                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1028                  * are three cases to consider.
1029                  *
1030                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1031                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1032                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1033                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1034                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1035                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1036                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1037                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1038                  *    caller can stall after page list has been processed.
1039                  *
1040                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1041                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1042                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1043                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1044                  *    reclaim and continue scanning.
1045                  *
1046                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1047                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1048                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1049                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1050                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1051                  *    would probably show more reasons.
1052                  *
1053                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1054                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1055                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1056                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1057                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1058                  */
1059                 if (PageWriteback(page)) {
1060                         /* Case 1 above */
1061                         if (current_is_kswapd() &&
1062                             PageReclaim(page) &&
1063                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1064                                 nr_immediate++;
1065                                 goto keep_locked;
1066
1067                         /* Case 2 above */
1068                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1069                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1070                                 /*
1071                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1072                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1073                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1074                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1075                                  * enough to care.  What we do want is for this
1076                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1077                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1078                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1079                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1080                                  */
1081                                 SetPageReclaim(page);
1082                                 nr_writeback++;
1083                                 goto keep_locked;
1084
1085                         /* Case 3 above */
1086                         } else {
1087                                 unlock_page(page);
1088                                 wait_on_page_writeback(page);
1089                                 /* then go back and try same page again */
1090                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1091                                 continue;
1092                         }
1093                 }
1094
1095                 if (!force_reclaim)
1096                         references = page_check_references(page, sc);
1097
1098                 switch (references) {
1099                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1100                         goto activate_locked;
1101                 case PAGEREF_KEEP:
1102                         nr_ref_keep++;
1103                         goto keep_locked;
1104                 case PAGEREF_RECLAIM:
1105                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1106                         ; /* try to reclaim the page below */
1107                 }
1108
1109                 /*
1110                  * Anonymous process memory has backing store?
1111                  * Try to allocate it some swap space here.
1112                  */
1113                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1114                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1115                                 goto keep_locked;
1116                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1117                                 goto activate_locked;
1118                         lazyfree = true;
1119                         may_enter_fs = 1;
1120
1121                         /* Adding to swap updated mapping */
1122                         mapping = page_mapping(page);
1123                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1124                         /* Split file THP */
1125                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1126                                 goto keep_locked;
1127                 }
1128
1129                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1130
1131                 /*
1132                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1133                  * processes. Try to unmap it here.
1134                  */
1135                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1136                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1137                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1138                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1139                         case SWAP_FAIL:
1140                                 nr_unmap_fail++;
1141                                 goto activate_locked;
1142                         case SWAP_AGAIN:
1143                                 goto keep_locked;
1144                         case SWAP_MLOCK:
1145                                 goto cull_mlocked;
1146                         case SWAP_LZFREE:
1147                                 goto lazyfree;
1148                         case SWAP_SUCCESS:
1149                                 ; /* try to free the page below */
1150                         }
1151                 }
1152
1153                 if (PageDirty(page)) {
1154                         /*
1155                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1156                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1157                          * if many dirty pages have been encountered.
1158                          */
1159                         if (page_is_file_cache(page) &&
1160                                         (!current_is_kswapd() ||
1161                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1162                                 /*
1163                                  * Immediately reclaim when written back.
1164                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1165                                  * except we already have the page isolated
1166                                  * and know it's dirty
1167                                  */
1168                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1169                                 SetPageReclaim(page);
1170
1171                                 goto keep_locked;
1172                         }
1173
1174                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1175                                 goto keep_locked;
1176                         if (!may_enter_fs)
1177                                 goto keep_locked;
1178                         if (!sc->may_writepage)
1179                                 goto keep_locked;
1180
1181                         /*
1182                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1183                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1184                          * starts and then write it out here.
1185                          */
1186                         try_to_unmap_flush_dirty();
1187                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1188                         case PAGE_KEEP:
1189                                 goto keep_locked;
1190                         case PAGE_ACTIVATE:
1191                                 goto activate_locked;
1192                         case PAGE_SUCCESS:
1193                                 if (PageWriteback(page))
1194                                         goto keep;
1195                                 if (PageDirty(page))
1196                                         goto keep;
1197
1198                                 /*
1199                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1200                                  * ahead and try to reclaim the page.
1201                                  */
1202                                 if (!trylock_page(page))
1203                                         goto keep;
1204                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1205                                         goto keep_locked;
1206                                 mapping = page_mapping(page);
1207                         case PAGE_CLEAN:
1208                                 ; /* try to free the page below */
1209                         }
1210                 }
1211
1212                 /*
1213                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1214                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1215                  * the page as well.
1216                  *
1217                  * We do this even if the page is PageDirty().
1218                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1219                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1220                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1221                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1222                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1223                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1224                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1225                  *
1226                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1227                  * the pages which were not successfully invalidated in
1228                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1229                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1230                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1231                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1232                  */
1233                 if (page_has_private(page)) {
1234                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1235                                 goto activate_locked;
1236                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1237                                 unlock_page(page);
1238                                 if (put_page_testzero(page))
1239                                         goto free_it;
1240                                 else {
1241                                         /*
1242                                          * rare race with speculative reference.
1243                                          * the speculative reference will free
1244                                          * this page shortly, so we may
1245                                          * increment nr_reclaimed here (and
1246                                          * leave it off the LRU).
1247                                          */
1248                                         nr_reclaimed++;
1249                                         continue;
1250                                 }
1251                         }
1252                 }
1253
1254 lazyfree:
1255                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1256                         goto keep_locked;
1257
1258                 /*
1259                  * At this point, we have no other references and there is
1260                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1261                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1262                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1263                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1264                  */
1265                 __ClearPageLocked(page);
1266 free_it:
1267                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1268                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1269
1270                 nr_reclaimed++;
1271
1272                 /*
1273                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1274                  * appear not as the counts should be low
1275                  */
1276                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1277                 continue;
1278
1279 cull_mlocked:
1280                 if (PageSwapCache(page))
1281                         try_to_free_swap(page);
1282                 unlock_page(page);
1283                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1284                 continue;
1285
1286 activate_locked:
1287                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1288                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1289                         try_to_free_swap(page);
1290                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1291                 SetPageActive(page);
1292                 pgactivate++;
1293 keep_locked:
1294                 unlock_page(page);
1295 keep:
1296                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1297                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1298         }
1299
1300         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1301         try_to_unmap_flush();
1302         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1303
1304         list_splice(&ret_pages, page_list);
1305         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1306
1307         if (stat) {
1308                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1309                 stat->nr_congested = nr_congested;
1310                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1311                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1312                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1313                 stat->nr_activate = pgactivate;
1314                 stat->nr_ref_keep = nr_ref_keep;
1315                 stat->nr_unmap_fail = nr_unmap_fail;
1316         }
1317         return nr_reclaimed;
1318 }
1319
1320 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1321                                             struct list_head *page_list)
1322 {
1323         struct scan_control sc = {
1324                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1325                 .priority = DEF_PRIORITY,
1326                 .may_unmap = 1,
1327         };
1328         unsigned long ret;
1329         struct page *page, *next;
1330         LIST_HEAD(clean_pages);
1331
1332         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1333                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1334                     !__PageMovable(page)) {
1335                         ClearPageActive(page);
1336                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1337                 }
1338         }
1339
1340         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1341                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1342         list_splice(&clean_pages, page_list);
1343         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1344         return ret;
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1349  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1350  * freed elsewhere are also ignored.
1351  *
1352  * page:        page to consider
1353  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1354  *
1355  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1356  */
1357 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1358 {
1359         int ret = -EINVAL;
1360
1361         /* Only take pages on the LRU. */
1362         if (!PageLRU(page))
1363                 return ret;
1364
1365         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1366         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1367                 return ret;
1368
1369         ret = -EBUSY;
1370
1371         /*
1372          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1373          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1374          * blocking - clean pages for the most part.
1375          *
1376          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1377          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1378          *
1379          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1380          * that it is possible to migrate without blocking
1381          */
1382         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1383                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1384                 if (PageWriteback(page))
1385                         return ret;
1386
1387                 if (PageDirty(page)) {
1388                         struct address_space *mapping;
1389
1390                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1391                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1392                                 return ret;
1393
1394                         /*
1395                          * Only pages without mappings or that have a
1396                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1397                          * without blocking
1398                          */
1399                         mapping = page_mapping(page);
1400                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1401                                 return ret;
1402                 }
1403         }
1404
1405         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1406                 return ret;
1407
1408         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1409                 /*
1410                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1411                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1412                  * page release code relies on it.
1413                  */
1414                 ClearPageLRU(page);
1415                 ret = 0;
1416         }
1417
1418         return ret;
1419 }
1420
1421
1422 /*
1423  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1424  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1425  */
1426 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1427                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1428 {
1429         int zid;
1430
1431         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1432                 if (!nr_zone_taken[zid])
1433                         continue;
1434
1435                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1436 #ifdef CONFIG_MEMCG
1437                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1438 #endif
1439         }
1440
1441 }
1442
1443 /*
1444  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1445  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1446  * and working on them outside the LRU lock.
1447  *
1448  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1449  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1450  *
1451  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1452  *
1453  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1454  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1455  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1456  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1457  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1458  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1459  * @lru:        LRU list id for isolating
1460  *
1461  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1462  */
1463 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1464                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1465                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1466                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1467 {
1468         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1469         unsigned long nr_taken = 0;
1470         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1471         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1472         unsigned long skipped = 0, total_skipped = 0;
1473         unsigned long scan, nr_pages;
1474         LIST_HEAD(pages_skipped);
1475
1476         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1477                                         !list_empty(src);) {
1478                 struct page *page;
1479
1480                 page = lru_to_page(src);
1481                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1482
1483                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1484
1485                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1486                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1487                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1488                         continue;
1489                 }
1490
1491                 /*
1492                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1493                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1494                  */
1495                 scan++;
1496
1497                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1498                 case 0:
1499                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1500                         nr_taken += nr_pages;
1501                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1502                         list_move(&page->lru, dst);
1503                         break;
1504
1505                 case -EBUSY:
1506                         /* else it is being freed elsewhere */
1507                         list_move(&page->lru, src);
1508                         continue;
1509
1510                 default:
1511                         BUG();
1512                 }
1513         }
1514
1515         /*
1516          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1517          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1518          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1519          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1520          * system at risk of premature OOM.
1521          */
1522         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1523                 int zid;
1524
1525                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1526                         if (!nr_skipped[zid])
1527                                 continue;
1528
1529                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1530                         skipped += nr_skipped[zid];
1531                 }
1532
1533                 /*
1534                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1535                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1536                  * skipped pages as a full scan.
1537                  */
1538                 total_skipped = list_empty(src) ? skipped : skipped >> 2;
1539
1540                 list_splice(&pages_skipped, src);
1541         }
1542         *nr_scanned = scan + total_skipped;
1543         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1544                                     scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1545         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1546         return nr_taken;
1547 }
1548
1549 /**
1550  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1551  * @page: page to isolate from its LRU list
1552  *
1553  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1554  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1555  *
1556  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1557  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1558  *
1559  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1560  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1561  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1562  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1563  *
1564  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1565  * found will be decremented.
1566  *
1567  * Restrictions:
1568  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1569  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1570  *     without a stable reference).
1571  * (2) the lru_lock must not be held.
1572  * (3) interrupts must be enabled.
1573  */
1574 int isolate_lru_page(struct page *page)
1575 {
1576         int ret = -EBUSY;
1577
1578         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1579         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1580
1581         if (PageLRU(page)) {
1582                 struct zone *zone = page_zone(page);
1583                 struct lruvec *lruvec;
1584
1585                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1586                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1587                 if (PageLRU(page)) {
1588                         int lru = page_lru(page);
1589                         get_page(page);
1590                         ClearPageLRU(page);
1591                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1592                         ret = 0;
1593                 }
1594                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1595         }
1596         return ret;
1597 }
1598
1599 /*
1600  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1601  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1602  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1603  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1604  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1605  */
1606 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1607                 struct scan_control *sc)
1608 {
1609         unsigned long inactive, isolated;
1610
1611         if (current_is_kswapd())
1612                 return 0;
1613
1614         if (!sane_reclaim(sc))
1615                 return 0;
1616
1617         if (file) {
1618                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1619                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1620         } else {
1621                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1622                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1623         }
1624
1625         /*
1626          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1627          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1628          * deadlock.
1629          */
1630         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1631                 inactive >>= 3;
1632
1633         return isolated > inactive;
1634 }
1635
1636 static noinline_for_stack void
1637 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1638 {
1639         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1640         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1641         LIST_HEAD(pages_to_free);
1642
1643         /*
1644          * Put back any unfreeable pages.
1645          */
1646         while (!list_empty(page_list)) {
1647                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1648                 int lru;
1649
1650                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1651                 list_del(&page->lru);
1652                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1653                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1654                         putback_lru_page(page);
1655                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1656                         continue;
1657                 }
1658
1659                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1660
1661                 SetPageLRU(page);
1662                 lru = page_lru(page);
1663                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1664
1665                 if (is_active_lru(lru)) {
1666                         int file = is_file_lru(lru);
1667                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1668                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1669                 }
1670                 if (put_page_testzero(page)) {
1671                         __ClearPageLRU(page);
1672                         __ClearPageActive(page);
1673                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1674
1675                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1676                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1677                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1678                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1679                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1680                         } else
1681                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1682                 }
1683         }
1684
1685         /*
1686          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1687          */
1688         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1689 }
1690
1691 /*
1692  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1693  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1694  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1695  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1696  */
1697 static int current_may_throttle(void)
1698 {
1699         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1700                 current->backing_dev_info == NULL ||
1701                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1702 }
1703
1704 static bool inactive_reclaimable_pages(struct lruvec *lruvec,
1705                                 struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1706 {
1707         int zid;
1708         struct zone *zone;
1709         int file = is_file_lru(lru);
1710         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1711
1712         if (!global_reclaim(sc))
1713                 return true;
1714
1715         for (zid = sc->reclaim_idx; zid >= 0; zid--) {
1716                 zone = &pgdat->node_zones[zid];
1717                 if (!managed_zone(zone))
1718                         continue;
1719
1720                 if (zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_LRU_BASE +
1721                                 LRU_FILE * file) >= SWAP_CLUSTER_MAX)
1722                         return true;
1723         }
1724
1725         return false;
1726 }
1727
1728 /*
1729  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1730  * of reclaimed pages
1731  */
1732 static noinline_for_stack unsigned long
1733 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1734                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1735 {
1736         LIST_HEAD(page_list);
1737         unsigned long nr_scanned;
1738         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1739         unsigned long nr_taken;
1740         struct reclaim_stat stat = {};
1741         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1742         int file = is_file_lru(lru);
1743         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1744         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1745
1746         if (!inactive_reclaimable_pages(lruvec, sc, lru))
1747                 return 0;
1748
1749         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1750                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1751
1752                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1753                 if (fatal_signal_pending(current))
1754                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1755         }
1756
1757         lru_add_drain();
1758
1759         if (!sc->may_unmap)
1760                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1761         if (!sc->may_writepage)
1762                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1763
1764         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1765
1766         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1767                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1768
1769         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1770         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1771
1772         if (global_reclaim(sc)) {
1773                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1774                 if (current_is_kswapd())
1775                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1776                 else
1777                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1778         }
1779         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1780
1781         if (nr_taken == 0)
1782                 return 0;
1783
1784         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1785                                 &stat, false);
1786
1787         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1788
1789         if (global_reclaim(sc)) {
1790                 if (current_is_kswapd())
1791                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1792                 else
1793                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1794         }
1795
1796         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1797
1798         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1799
1800         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1801
1802         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1803         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1804
1805         /*
1806          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1807          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1808          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1809          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1810          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1811          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1812          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1813          * same way balance_dirty_pages() manages.
1814          *
1815          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1816          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1817          * are encountered in the nr_immediate check below.
1818          */
1819         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1820                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1821
1822         /*
1823          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1824          * stalling here.
1825          */
1826         if (sane_reclaim(sc)) {
1827                 /*
1828                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1829                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1830                  */
1831                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1832                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1833
1834                 /*
1835                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1836                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1837                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1838                  * reclaim context.
1839                  */
1840                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1841                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1842
1843                 /*
1844                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1845                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1846                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1847                  * they are written so also forcibly stall.
1848                  */
1849                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1850                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1851         }
1852
1853         /*
1854          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1855          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1856          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1857          */
1858         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1859             current_may_throttle())
1860                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1861
1862         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1863                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1864                         stat.nr_dirty,  stat.nr_writeback,
1865                         stat.nr_congested, stat.nr_immediate,
1866                         stat.nr_activate, stat.nr_ref_keep,
1867                         stat.nr_unmap_fail,
1868                         sc->priority, file);
1869         return nr_reclaimed;
1870 }
1871
1872 /*
1873  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1874  *
1875  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1876  * processes, from rmap.
1877  *
1878  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1879  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1880  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1881  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1882  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1883  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1884  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1885  *
1886  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1887  * But we had to alter page->flags anyway.
1888  *
1889  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1890  */
1891
1892 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1893                                      struct list_head *list,
1894                                      struct list_head *pages_to_free,
1895                                      enum lru_list lru)
1896 {
1897         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1898         struct page *page;
1899         int nr_pages;
1900         int nr_moved = 0;
1901
1902         while (!list_empty(list)) {
1903                 page = lru_to_page(list);
1904                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1905
1906                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1907                 SetPageLRU(page);
1908
1909                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1910                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1911                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1912
1913                 if (put_page_testzero(page)) {
1914                         __ClearPageLRU(page);
1915                         __ClearPageActive(page);
1916                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1917
1918                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1919                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1920                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1921                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1922                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1923                         } else
1924                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1925                 } else {
1926                         nr_moved += nr_pages;
1927                 }
1928         }
1929
1930         if (!is_active_lru(lru))
1931                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_moved);
1932
1933         return nr_moved;
1934 }
1935
1936 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1937                                struct lruvec *lruvec,
1938                                struct scan_control *sc,
1939                                enum lru_list lru)
1940 {
1941         unsigned long nr_taken;
1942         unsigned long nr_scanned;
1943         unsigned long vm_flags;
1944         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1945         LIST_HEAD(l_active);
1946         LIST_HEAD(l_inactive);
1947         struct page *page;
1948         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1949         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1950         unsigned nr_rotated = 0;
1951         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1952         int file = is_file_lru(lru);
1953         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1954
1955         lru_add_drain();
1956
1957         if (!sc->may_unmap)
1958                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1959         if (!sc->may_writepage)
1960                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1961
1962         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1963
1964         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1965                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1966
1967         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1968         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1969
1970         if (global_reclaim(sc))
1971                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1972         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1973
1974         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1975
1976         while (!list_empty(&l_hold)) {
1977                 cond_resched();
1978                 page = lru_to_page(&l_hold);
1979                 list_del(&page->lru);
1980
1981                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1982                         putback_lru_page(page);
1983                         continue;
1984                 }
1985
1986                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1987                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1988                                 if (page_has_private(page))
1989                                         try_to_release_page(page, 0);
1990                                 unlock_page(page);
1991                         }
1992                 }
1993
1994                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1995                                     &vm_flags)) {
1996                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1997                         /*
1998                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1999                          * give them one more trip around the active list. So
2000                          * that executable code get better chances to stay in
2001                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
2002                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
2003                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
2004                          * so we ignore them here.
2005                          */
2006                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
2007                                 list_add(&page->lru, &l_active);
2008                                 continue;
2009                         }
2010                 }
2011
2012                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
2013                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
2014         }
2015
2016         /*
2017          * Move pages back to the lru list.
2018          */
2019         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2020         /*
2021          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
2022          * even though only some of them are actually re-activated.  This
2023          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
2024          * get_scan_count.
2025          */
2026         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2027
2028         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2029         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2030         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2031         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2032
2033         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2034         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2035         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2036                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2037 }
2038
2039 /*
2040  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2041  * to do too much work.
2042  *
2043  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2044  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2045  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2046  *
2047  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2048  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2049  *
2050  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2051  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2052  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2053  *
2054  * total     target    max
2055  * memory    ratio     inactive
2056  * -------------------------------------
2057  *   10MB       1         5MB
2058  *  100MB       1        50MB
2059  *    1GB       3       250MB
2060  *   10GB      10       0.9GB
2061  *  100GB      31         3GB
2062  *    1TB     101        10GB
2063  *   10TB     320        32GB
2064  */
2065 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2066                                                 struct scan_control *sc, bool trace)
2067 {
2068         unsigned long inactive_ratio;
2069         unsigned long inactive, active;
2070         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2071         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2072         unsigned long gb;
2073
2074         /*
2075          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2076          * is pointless.
2077          */
2078         if (!file && !total_swap_pages)
2079                 return false;
2080
2081         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2082         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2083
2084         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2085         if (gb)
2086                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2087         else
2088                 inactive_ratio = 1;
2089
2090         if (trace)
2091                 trace_mm_vmscan_inactive_list_is_low(lruvec_pgdat(lruvec)->node_id,
2092                                 sc->reclaim_idx,
2093                                 lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, MAX_NR_ZONES), inactive,
2094                                 lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, MAX_NR_ZONES), active,
2095                                 inactive_ratio, file);
2096
2097         return inactive * inactive_ratio < active;
2098 }
2099
2100 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2101                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2102 {
2103         if (is_active_lru(lru)) {
2104                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc, true))
2105                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2106                 return 0;
2107         }
2108
2109         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2110 }
2111
2112 enum scan_balance {
2113         SCAN_EQUAL,
2114         SCAN_FRACT,
2115         SCAN_ANON,
2116         SCAN_FILE,
2117 };
2118
2119 /*
2120  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2121  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2122  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2123  * onto the active list instead of evict.
2124  *
2125  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2126  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2127  */
2128 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2129                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2130                            unsigned long *lru_pages)
2131 {
2132         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2133         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2134         u64 fraction[2];
2135         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2136         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2137         unsigned long anon_prio, file_prio;
2138         enum scan_balance scan_balance;
2139         unsigned long anon, file;
2140         bool force_scan = false;
2141         unsigned long ap, fp;
2142         enum lru_list lru;
2143         bool some_scanned;
2144         int pass;
2145
2146         /*
2147          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2148          * results in no scanning on this priority and a potential
2149          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2150          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2151          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2152          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2153          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2154          * well.
2155          */
2156         if (current_is_kswapd()) {
2157                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2158                         force_scan = true;
2159                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2160                         force_scan = true;
2161         }
2162         if (!global_reclaim(sc))
2163                 force_scan = true;
2164
2165         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2166         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2167                 scan_balance = SCAN_FILE;
2168                 goto out;
2169         }
2170
2171         /*
2172          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2173          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2174          * disable swapping for individual groups completely when
2175          * using the memory controller's swap limit feature would be
2176          * too expensive.
2177          */
2178         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2179                 scan_balance = SCAN_FILE;
2180                 goto out;
2181         }
2182
2183         /*
2184          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2185          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2186          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2187          */
2188         if (!sc->priority && swappiness) {
2189                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2190                 goto out;
2191         }
2192
2193         /*
2194          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2195          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2196          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2197          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2198          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2199          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2200          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2201          */
2202         if (global_reclaim(sc)) {
2203                 unsigned long pgdatfile;
2204                 unsigned long pgdatfree;
2205                 int z;
2206                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2207
2208                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2209                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2210                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2211
2212                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2213                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2214                         if (!managed_zone(zone))
2215                                 continue;
2216
2217                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2218                 }
2219
2220                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2221                         scan_balance = SCAN_ANON;
2222                         goto out;
2223                 }
2224         }
2225
2226         /*
2227          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2228          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2229          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2230          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2231          * Without the second condition we could end up never scanning an
2232          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2233          * system is under heavy pressure.
2234          */
2235         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc, false) &&
2236             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2237                 scan_balance = SCAN_FILE;
2238                 goto out;
2239         }
2240
2241         scan_balance = SCAN_FRACT;
2242
2243         /*
2244          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2245          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2246          */
2247         anon_prio = swappiness;
2248         file_prio = 200 - anon_prio;
2249
2250         /*
2251          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2252          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2253          * ratios to determine how valuable each cache is.
2254          *
2255          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2256          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2257          * up weighing recent references more than old ones.
2258          *
2259          * anon in [0], file in [1]
2260          */
2261
2262         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2263                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2264         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2265                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2266
2267         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2268         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2269                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2270                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2271         }
2272
2273         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2274                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2275                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2276         }
2277
2278         /*
2279          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2280          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2281          * each list that were recently referenced and in active use.
2282          */
2283         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2284         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2285
2286         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2287         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2288         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2289
2290         fraction[0] = ap;
2291         fraction[1] = fp;
2292         denominator = ap + fp + 1;
2293 out:
2294         some_scanned = false;
2295         /* Only use force_scan on second pass. */
2296         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2297                 *lru_pages = 0;
2298                 for_each_evictable_lru(lru) {
2299                         int file = is_file_lru(lru);
2300                         unsigned long size;
2301                         unsigned long scan;
2302
2303                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2304                         scan = size >> sc->priority;
2305
2306                         if (!scan && pass && force_scan)
2307                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2308
2309                         switch (scan_balance) {
2310                         case SCAN_EQUAL:
2311                                 /* Scan lists relative to size */
2312                                 break;
2313                         case SCAN_FRACT:
2314                                 /*
2315                                  * Scan types proportional to swappiness and
2316                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2317                                  */
2318                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2319                                                         denominator);
2320                                 break;
2321                         case SCAN_FILE:
2322                         case SCAN_ANON:
2323                                 /* Scan one type exclusively */
2324                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2325                                         size = 0;
2326                                         scan = 0;
2327                                 }
2328                                 break;
2329                         default:
2330                                 /* Look ma, no brain */
2331                                 BUG();
2332                         }
2333
2334                         *lru_pages += size;
2335                         nr[lru] = scan;
2336
2337                         /*
2338                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2339                          * if we found something to scan.
2340                          */
2341                         some_scanned |= !!scan;
2342                 }
2343         }
2344 }
2345
2346 /*
2347  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2348  */
2349 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2350                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2351 {
2352         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2353         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2354         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2355         unsigned long nr_to_scan;
2356         enum lru_list lru;
2357         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2358         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2359         struct blk_plug plug;
2360         bool scan_adjusted;
2361
2362         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2363
2364         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2365         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2366
2367         /*
2368          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2369          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2370          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2371          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2372          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2373          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2374          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2375          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2376          * dropped to zero at the first pass.
2377          */
2378         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2379                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2380
2381         blk_start_plug(&plug);
2382         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2383                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2384                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2385                 unsigned long nr_scanned;
2386
2387                 for_each_evictable_lru(lru) {
2388                         if (nr[lru]) {
2389                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2390                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2391
2392                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2393                                                             lruvec, sc);
2394                         }
2395                 }
2396
2397                 cond_resched();
2398
2399                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2400                         continue;
2401
2402                 /*
2403                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2404                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2405                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2406                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2407                  * proportional to the original scan target.
2408                  */
2409                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2410                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2411
2412                 /*
2413                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2414                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2415                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2416                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2417                  */
2418                 if (!nr_file || !nr_anon)
2419                         break;
2420
2421                 if (nr_file > nr_anon) {
2422                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2423                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2424                         lru = LRU_BASE;
2425                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2426                 } else {
2427                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2428                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2429                         lru = LRU_FILE;
2430                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2431                 }
2432
2433                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2434                 nr[lru] = 0;
2435                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2436
2437                 /*
2438                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2439                  * scan target and the percentage scanning already complete
2440                  */
2441                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2442                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2443                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2444                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2445
2446                 lru += LRU_ACTIVE;
2447                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2448                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2449                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2450
2451                 scan_adjusted = true;
2452         }
2453         blk_finish_plug(&plug);
2454         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2455
2456         /*
2457          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2458          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2459          */
2460         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
2461                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2462                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2463 }
2464
2465 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2466 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2467 {
2468         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2469                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2470                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2471                 return true;
2472
2473         return false;
2474 }
2475
2476 /*
2477  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2478  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2479  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2480  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2481  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2482  */
2483 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2484                                         unsigned long nr_reclaimed,
2485                                         unsigned long nr_scanned,
2486                                         struct scan_control *sc)
2487 {
2488         unsigned long pages_for_compaction;
2489         unsigned long inactive_lru_pages;
2490         int z;
2491
2492         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2493         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2494                 return false;
2495
2496         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2497         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2498                 /*
2499                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2500                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2501                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2502                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2503                  */
2504                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2505                         return false;
2506         } else {
2507                 /*
2508                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2509                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2510                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2511                  * pages that were scanned. This will return to the
2512                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2513                  * the resulting allocation attempt fails
2514                  */
2515                 if (!nr_reclaimed)
2516                         return false;
2517         }
2518
2519         /*
2520          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2521          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2522          */
2523         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2524         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2525         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2526                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2527         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2528                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2529                 return true;
2530
2531         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2532         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2533                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2534                 if (!managed_zone(zone))
2535                         continue;
2536
2537                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2538                 case COMPACT_SUCCESS:
2539                 case COMPACT_CONTINUE:
2540                         return false;
2541                 default:
2542                         /* check next zone */
2543                         ;
2544                 }
2545         }
2546         return true;
2547 }
2548
2549 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2550 {
2551         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2552         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2553         bool reclaimable = false;
2554
2555         do {
2556                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2557                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2558                         .pgdat = pgdat,
2559                         .priority = sc->priority,
2560                 };
2561                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2562                 struct mem_cgroup *memcg;
2563
2564                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2565                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2566
2567                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2568                 do {
2569                         unsigned long lru_pages;
2570                         unsigned long reclaimed;
2571                         unsigned long scanned;
2572
2573                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2574                                 if (!sc->may_thrash)
2575                                         continue;
2576                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2577                         }
2578
2579                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2580                         scanned = sc->nr_scanned;
2581
2582                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2583                         node_lru_pages += lru_pages;
2584
2585                         if (memcg)
2586                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2587                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2588                                             lru_pages);
2589
2590                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2591                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2592                                    sc->nr_scanned - scanned,
2593                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2594
2595                         /*
2596                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2597                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2598                          * node.
2599                          *
2600                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2601                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2602                          * retry with decreasing priority if one round over the
2603                          * whole hierarchy is not sufficient.
2604                          */
2605                         if (!global_reclaim(sc) &&
2606                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2607                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2608                                 break;
2609                         }
2610                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2611
2612                 /*
2613                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2614                  * the eligible LRU pages were scanned.
2615                  */
2616                 if (global_reclaim(sc))
2617                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2618                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2619                                     node_lru_pages);
2620
2621                 if (reclaim_state) {
2622                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2623                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2624                 }
2625
2626                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2627                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2628                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2629                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2630
2631                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2632                         reclaimable = true;
2633
2634         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2635                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2636
2637         return reclaimable;
2638 }
2639
2640 /*
2641  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2642  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2643  * should reclaim first.
2644  */
2645 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2646 {
2647         unsigned long watermark;
2648         enum compact_result suitable;
2649
2650         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2651         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2652                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2653                 return true;
2654         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2655                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2656                 return false;
2657
2658         /*
2659          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2660          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2661          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2662          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2663          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2664          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2665          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2666          */
2667         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2668
2669         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2670 }
2671
2672 /*
2673  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2674  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2675  * request.
2676  *
2677  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2678  * scan then give up on it.
2679  */
2680 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2681 {
2682         struct zoneref *z;
2683         struct zone *zone;
2684         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2685         unsigned long nr_soft_scanned;
2686         gfp_t orig_mask;
2687         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2688
2689         /*
2690          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2691          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2692          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2693          */
2694         orig_mask = sc->gfp_mask;
2695         if (buffer_heads_over_limit) {
2696                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2697                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2698         }
2699
2700         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2701                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2702                 /*
2703                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2704                  * to global LRU.
2705                  */
2706                 if (global_reclaim(sc)) {
2707                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2708                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2709                                 continue;
2710
2711                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2712                             !pgdat_reclaimable(zone->zone_pgdat))
2713                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2714
2715                         /*
2716                          * If we already have plenty of memory free for
2717                          * compaction in this zone, don't free any more.
2718                          * Even though compaction is invoked for any
2719                          * non-zero order, only frequent costly order
2720                          * reclamation is disruptive enough to become a
2721                          * noticeable problem, like transparent huge
2722                          * page allocations.
2723                          */
2724                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2725                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2726                             compaction_ready(zone, sc)) {
2727                                 sc->compaction_ready = true;
2728                                 continue;
2729                         }
2730
2731                         /*
2732                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2733                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2734                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2735                          * the user prefers lower zones being preserved.
2736                          */
2737                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2738                                 continue;
2739
2740                         /*
2741                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2742                          * and returns the number of reclaimed pages and
2743                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2744                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2745                          */
2746                         nr_soft_scanned = 0;
2747                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2748                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2749                                                 &nr_soft_scanned);
2750                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2751                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2752                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2753                 }
2754
2755                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2756                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2757                         continue;
2758                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2759                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2760         }
2761
2762         /*
2763          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2764          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2765          */
2766         sc->gfp_mask = orig_mask;
2767 }
2768
2769 /*
2770  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2771  *
2772  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2773  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2774  *
2775  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2776  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2777  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2778  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2779  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2780  * work, and the allocation attempt will fail.
2781  *
2782  * returns:     0, if no pages reclaimed
2783  *              else, the number of pages reclaimed
2784  */
2785 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2786                                           struct scan_control *sc)
2787 {
2788         int initial_priority = sc->priority;
2789         unsigned long total_scanned = 0;
2790         unsigned long writeback_threshold;
2791 retry:
2792         delayacct_freepages_start();
2793
2794         if (global_reclaim(sc))
2795                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2796
2797         do {
2798                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2799                                 sc->priority);
2800                 sc->nr_scanned = 0;
2801                 shrink_zones(zonelist, sc);
2802
2803                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2804                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2805                         break;
2806
2807                 if (sc->compaction_ready)
2808                         break;
2809
2810                 /*
2811                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2812                  * writepage even in laptop mode.
2813                  */
2814                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2815                         sc->may_writepage = 1;
2816
2817                 /*
2818                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2819                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2820                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2821                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2822                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2823                  */
2824                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2825                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2826                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2827                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2828                         sc->may_writepage = 1;
2829                 }
2830         } while (--sc->priority >= 0);
2831
2832         delayacct_freepages_end();
2833
2834         if (sc->nr_reclaimed)
2835                 return sc->nr_reclaimed;
2836
2837         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2838         if (sc->compaction_ready)
2839                 return 1;
2840
2841         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2842         if (!sc->may_thrash) {
2843                 sc->priority = initial_priority;
2844                 sc->may_thrash = 1;
2845                 goto retry;
2846         }
2847
2848         return 0;
2849 }
2850
2851 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2852 {
2853         struct zone *zone;
2854         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2855         unsigned long free_pages = 0;
2856         int i;
2857         bool wmark_ok;
2858
2859         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2860                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2861                 if (!managed_zone(zone) ||
2862                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2863                         continue;
2864
2865                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2866                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2867         }
2868
2869         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2870         if (!pfmemalloc_reserve)
2871                 return true;
2872
2873         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2874
2875         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2876         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2877                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2878                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2879                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2880         }
2881
2882         return wmark_ok;
2883 }
2884
2885 /*
2886  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2887  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2888  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2889  * when the low watermark is reached.
2890  *
2891  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2892  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2893  */
2894 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2895                                         nodemask_t *nodemask)
2896 {
2897         struct zoneref *z;
2898         struct zone *zone;
2899         pg_data_t *pgdat = NULL;
2900
2901         /*
2902          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2903          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2904          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2905          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2906          * processes to block on log_wait_commit().
2907          */
2908         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2909                 goto out;
2910
2911         /*
2912          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2913          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2914          */
2915         if (fatal_signal_pending(current))
2916                 goto out;
2917
2918         /*
2919          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2920          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2921          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2922          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2923          *
2924          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2925          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2926          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2927          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2928          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2929          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2930          * should make reasonable progress.
2931          */
2932         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2933                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2934                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2935                         continue;
2936
2937                 /* Throttle based on the first usable node */
2938                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2939                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2940                         goto out;
2941                 break;
2942         }
2943
2944         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2945         if (!pgdat)
2946                 goto out;
2947
2948         /* Account for the throttling */
2949         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2950
2951         /*
2952          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2953          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2954          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2955          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2956          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2957          * second before continuing.
2958          */
2959         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2960                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2961                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2962
2963                 goto check_pending;
2964         }
2965
2966         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2967         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2968                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2969
2970 check_pending:
2971         if (fatal_signal_pending(current))
2972                 return true;
2973
2974 out:
2975         return false;
2976 }
2977
2978 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2979                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2980 {
2981         unsigned long nr_reclaimed;
2982         struct scan_control sc = {
2983                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2984                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2985                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2986                 .order = order,
2987                 .nodemask = nodemask,
2988                 .priority = DEF_PRIORITY,
2989                 .may_writepage = !laptop_mode,
2990                 .may_unmap = 1,
2991                 .may_swap = 1,
2992         };
2993
2994         /*
2995          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2996          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2997          * point.
2998          */
2999         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
3000                 return 1;
3001
3002         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
3003                                 sc.may_writepage,
3004                                 gfp_mask,
3005                                 sc.reclaim_idx);
3006
3007         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3008
3009         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
3010
3011         return nr_reclaimed;
3012 }
3013
3014 #ifdef CONFIG_MEMCG
3015
3016 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
3017                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
3018                                                 pg_data_t *pgdat,
3019                                                 unsigned long *nr_scanned)
3020 {
3021         struct scan_control sc = {
3022                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3023                 .target_mem_cgroup = memcg,
3024                 .may_writepage = !laptop_mode,
3025                 .may_unmap = 1,
3026                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3027                 .may_swap = !noswap,
3028         };
3029         unsigned long lru_pages;
3030
3031         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3032                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3033
3034         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3035                                                       sc.may_writepage,
3036                                                       sc.gfp_mask,
3037                                                       sc.reclaim_idx);
3038
3039         /*
3040          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3041          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3042          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3043          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3044          * the priority and make it zero.
3045          */
3046         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3047
3048         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3049
3050         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3051         return sc.nr_reclaimed;
3052 }
3053
3054 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3055                                            unsigned long nr_pages,
3056                                            gfp_t gfp_mask,
3057                                            bool may_swap)
3058 {
3059         struct zonelist *zonelist;
3060         unsigned long nr_reclaimed;
3061         int nid;
3062         struct scan_control sc = {
3063                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3064                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3065                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3066                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3067                 .target_mem_cgroup = memcg,
3068                 .priority = DEF_PRIORITY,
3069                 .may_writepage = !laptop_mode,
3070                 .may_unmap = 1,
3071                 .may_swap = may_swap,
3072         };
3073
3074         /*
3075          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3076          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3077          * scan does not need to be the current node.
3078          */
3079         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3080
3081         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3082
3083         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3084                                             sc.may_writepage,
3085                                             sc.gfp_mask,
3086                                             sc.reclaim_idx);
3087
3088         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3089         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3090         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3091
3092         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3093
3094         return nr_reclaimed;
3095 }
3096 #endif
3097
3098 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3099                                 struct scan_control *sc)
3100 {
3101         struct mem_cgroup *memcg;
3102
3103         if (!total_swap_pages)
3104                 return;
3105
3106         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3107         do {
3108                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3109
3110                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
3111                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3112                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3113
3114                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3115         } while (memcg);
3116 }
3117
3118 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3119 {
3120         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3121
3122         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3123                 return false;
3124
3125         /*
3126          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3127          * to be congested or dirty
3128          */
3129         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3130         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3131
3132         return true;
3133 }
3134
3135 /*
3136  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3137  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3138  *
3139  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3140  */
3141 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3142 {
3143         int i;
3144
3145         /*
3146          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3147          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3148          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3149          * throttled. There is also a potential race if processes get
3150          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3151          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3152          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3153          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3154          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3155          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3156          * that here we are under prepare_to_wait().
3157          */
3158         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3159                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3160
3161         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3162                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3163
3164                 if (!managed_zone(zone))
3165                         continue;
3166
3167                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3168                         return false;
3169         }
3170
3171         return true;
3172 }
3173
3174 /*
3175  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3176  * zone that is currently unbalanced.
3177  *
3178  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3179  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3180  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3181  */
3182 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3183                                struct scan_control *sc)
3184 {
3185         struct zone *zone;
3186         int z;
3187
3188         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3189         sc->nr_to_reclaim = 0;
3190         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3191                 zone = pgdat->node_zones + z;
3192                 if (!managed_zone(zone))
3193                         continue;
3194
3195                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3196         }
3197
3198         /*
3199          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3200          * now pressure is applied based on node LRU order.
3201          */
3202         shrink_node(pgdat, sc);
3203
3204         /*
3205          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3206          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3207          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3208          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3209          * can direct reclaim/compact.
3210          */
3211         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3212                 sc->order = 0;
3213
3214         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3215 }
3216
3217 /*
3218  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3219  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3220  * balanced.
3221  *
3222  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3223  *
3224  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3225  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3226  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3227  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3228  * balanced.
3229  */
3230 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3231 {
3232         int i;
3233         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3234         unsigned long nr_soft_scanned;
3235         struct zone *zone;
3236         struct scan_control sc = {
3237                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3238                 .order = order,
3239                 .priority = DEF_PRIORITY,
3240                 .may_writepage = !laptop_mode,
3241                 .may_unmap = 1,
3242                 .may_swap = 1,
3243         };
3244         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3245
3246         do {
3247                 bool raise_priority = true;
3248
3249                 sc.nr_reclaimed = 0;
3250                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3251
3252                 /*
3253                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3254                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3255                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3256                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3257                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3258                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3259                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3260                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3261                  */
3262                 if (buffer_heads_over_limit) {
3263                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3264                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3265                                 if (!managed_zone(zone))
3266                                         continue;
3267
3268                                 sc.reclaim_idx = i;
3269                                 break;
3270                         }
3271                 }
3272
3273                 /*
3274                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3275                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3276                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3277                  * cleared during a very small window when a small low
3278                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3279                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3280                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3281                  * it.
3282                  */
3283                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3284                         zone = pgdat->node_zones + i;
3285                         if (!managed_zone(zone))
3286                                 continue;
3287
3288                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3289                                 goto out;
3290                 }
3291
3292                 /*
3293                  * Do some background aging of the anon list, to give
3294                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3295                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3296                  * about consistent aging.
3297                  */
3298                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3299
3300                 /*
3301                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3302                  * even in laptop mode.
3303                  */
3304                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3305                         sc.may_writepage = 1;
3306
3307                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3308                 sc.nr_scanned = 0;
3309                 nr_soft_scanned = 0;
3310                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3311                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3312                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3313
3314                 /*
3315                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3316                  * enough pages are already being scanned that that high
3317                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3318                  */
3319                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3320                         raise_priority = false;
3321
3322                 /*
3323                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3324                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3325                  * able to safely make forward progress. Wake them
3326                  */
3327                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3328                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3329                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3330
3331                 /* Check if kswapd should be suspending */
3332                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3333                         break;
3334
3335                 /*
3336                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3337                  * progress in reclaiming pages
3338                  */
3339                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3340                         sc.priority--;
3341         } while (sc.priority >= 1);
3342
3343 out:
3344         /*
3345          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3346          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3347          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3348          * remain at the higher level.
3349          */
3350         return sc.order;
3351 }
3352
3353 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3354                                 unsigned int classzone_idx)
3355 {
3356         long remaining = 0;
3357         DEFINE_WAIT(wait);
3358
3359         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3360                 return;
3361
3362         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3363
3364         /* Try to sleep for a short interval */
3365         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3366                 /*
3367                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3368                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3369                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3370                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3371                  */
3372                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3373
3374                 /*
3375                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3376                  * allocation of the requested order possible.
3377                  */
3378                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3379
3380                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3381
3382                 /*
3383                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3384                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3385                  * the previous request that slept prematurely.
3386                  */
3387                 if (remaining) {
3388                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3389                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3390                 }
3391
3392                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3393                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3394         }
3395
3396         /*
3397          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3398          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3399          */
3400         if (!remaining &&
3401             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3402                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3403
3404                 /*
3405                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3406                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3407                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3408                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3409                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3410                  * them before going back to sleep.
3411                  */
3412                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3413
3414                 if (!kthread_should_stop())
3415                         schedule();
3416
3417                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3418         } else {
3419                 if (remaining)
3420                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3421                 else
3422                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3423         }
3424         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3425 }
3426
3427 /*
3428  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3429  * from the init process.
3430  *
3431  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3432  * free memory available even if there is no other activity
3433  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3434  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3435  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3436  *
3437  * If there are applications that are active memory-allocators
3438  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3439  */
3440 static int kswapd(void *p)
3441 {
3442         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3443         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3444         struct task_struct *tsk = current;
3445
3446         struct reclaim_state reclaim_state = {
3447                 .reclaimed_slab = 0,
3448         };
3449         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3450
3451         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3452
3453         if (!cpumask_empty(cpumask))
3454                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3455         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3456
3457         /*
3458          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3459          * and that if we need more memory we should get access to it
3460          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3461          * never get caught in the normal page freeing logic.
3462          *
3463          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3464          * you need a small amount of memory in order to be able to
3465          * page out something else, and this flag essentially protects
3466          * us from recursively trying to free more memory as we're
3467          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3468          */
3469         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3470         set_freezable();
3471
3472         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3473         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3474         for ( ; ; ) {
3475                 bool ret;
3476
3477 kswapd_try_sleep:
3478                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3479                                         classzone_idx);
3480
3481                 /* Read the new order and classzone_idx */
3482                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3483                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3484                 pgdat->kswapd_order = 0;
3485                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3486
3487                 ret = try_to_freeze();
3488                 if (kthread_should_stop())
3489                         break;
3490
3491                 /*
3492                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3493                  * after returning from the refrigerator
3494                  */
3495                 if (ret)
3496                         continue;
3497
3498                 /*
3499                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3500                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3501                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3502                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3503                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3504                  * request (alloc_order).
3505                  */
3506                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3507                                                 alloc_order);
3508                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3509                 if (reclaim_order < alloc_order)
3510                         goto kswapd_try_sleep;
3511
3512                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3513                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3514         }
3515
3516         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3517         current->reclaim_state = NULL;
3518         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3519
3520         return 0;
3521 }
3522
3523 /*
3524  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3525  */
3526 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3527 {
3528         pg_data_t *pgdat;
3529         int z;
3530
3531         if (!managed_zone(zone))
3532                 return;
3533
3534         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3535                 return;
3536         pgdat = zone->zone_pgdat;
3537         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3538         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3539         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3540                 return;
3541
3542         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3543         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3544                 zone = pgdat->node_zones + z;
3545                 if (!managed_zone(zone))
3546                         continue;
3547
3548                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3549                         return;
3550         }
3551
3552         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3553         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3554 }
3555
3556 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3557 /*
3558  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3559  * freed pages.
3560  *
3561  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3562  * LRU order by reclaiming preferentially
3563  * inactive > active > active referenced > active mapped
3564  */
3565 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3566 {
3567         struct reclaim_state reclaim_state;
3568         struct scan_control sc = {
3569                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3570                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3571                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3572                 .priority = DEF_PRIORITY,
3573                 .may_writepage = 1,
3574                 .may_unmap = 1,
3575                 .may_swap = 1,
3576                 .hibernation_mode = 1,
3577         };
3578         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3579         struct task_struct *p = current;
3580         unsigned long nr_reclaimed;
3581
3582         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3583         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3584         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3585         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3586
3587         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3588
3589         p->reclaim_state = NULL;
3590         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3591         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3592
3593         return nr_reclaimed;
3594 }
3595 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3596
3597 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3598    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3599    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3600    restore their cpu bindings. */
3601 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3602 {
3603         int nid;
3604
3605         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3606                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3607                 const struct cpumask *mask;
3608
3609                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3610
3611                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3612                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3613                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3614         }
3615         return 0;
3616 }
3617
3618 /*
3619  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3620  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3621  */
3622 int kswapd_run(int nid)
3623 {
3624         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3625         int ret = 0;
3626
3627         if (pgdat->kswapd)
3628                 return 0;
3629
3630         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3631         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3632                 /* failure at boot is fatal */
3633                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3634                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3635                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3636                 pgdat->kswapd = NULL;
3637         }
3638         return ret;
3639 }
3640
3641 /*
3642  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3643  * hold mem_hotplug_begin/end().
3644  */
3645 void kswapd_stop(int nid)
3646 {
3647         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3648
3649         if (kswapd) {
3650                 kthread_stop(kswapd);
3651                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3652         }
3653 }
3654
3655 static int __init kswapd_init(void)
3656 {
3657         int nid, ret;
3658
3659         swap_setup();
3660         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3661                 kswapd_run(nid);
3662         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3663                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3664                                         NULL);
3665         WARN_ON(ret < 0);
3666         return 0;
3667 }
3668
3669 module_init(kswapd_init)
3670
3671 #ifdef CONFIG_NUMA
3672 /*
3673  * Node reclaim mode
3674  *
3675  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3676  * the watermarks.
3677  */
3678 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3679
3680 #define RECLAIM_OFF 0
3681 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3682 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3683 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3684
3685 /*
3686  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3687  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3688  * a zone.
3689  */
3690 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3691
3692 /*
3693  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3694  * occur.
3695  */
3696 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3697
3698 /*
3699  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3700  * slab reclaim needs to occur.
3701  */
3702 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3703
3704 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3705 {
3706         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3707         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3708                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3709
3710         /*
3711          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3712          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3713          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3714          */
3715         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3716 }
3717
3718 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3719 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3720 {
3721         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3722         unsigned long delta = 0;
3723
3724         /*
3725          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3726          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3727          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3728          * a better estimate
3729          */
3730         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3731                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3732         else
3733                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3734
3735         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3736         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3737                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3738
3739         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3740         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3741                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3742
3743         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3744 }
3745
3746 /*
3747  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3748  */
3749 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3750 {
3751         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3752         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3753         struct task_struct *p = current;
3754         struct reclaim_state reclaim_state;
3755         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3756         struct scan_control sc = {
3757                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3758                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3759                 .order = order,
3760                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3761                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3762                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3763                 .may_swap = 1,
3764                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3765         };
3766
3767         cond_resched();
3768         /*
3769          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3770          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3771          * and RECLAIM_UNMAP.
3772          */
3773         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3774         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3775         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3776         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3777
3778         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3779                 /*
3780                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3781                  * priorities until we have enough memory freed.
3782                  */
3783                 do {
3784                         shrink_node(pgdat, &sc);
3785                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3786         }
3787
3788         p->reclaim_state = NULL;
3789         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3790         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3791         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3792 }
3793
3794 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3795 {
3796         int ret;
3797
3798         /*
3799          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3800          * slab pages if we are over the defined limits.
3801          *
3802          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3803          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3804          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3805          * if less than a specified percentage of the node is used by
3806          * unmapped file backed pages.
3807          */
3808         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3809             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3810                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3811
3812         if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
3813                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3814
3815         /*
3816          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3817          */
3818         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3819                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3820
3821         /*
3822          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3823          * have associated processors. This will favor the local processor
3824          * over remote processors and spread off node memory allocations
3825          * as wide as possible.
3826          */
3827         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3828                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3829
3830         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3831                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3832
3833         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3834         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3835
3836         if (!ret)
3837                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3838
3839         return ret;
3840 }
3841 #endif
3842
3843 /*
3844  * page_evictable - test whether a page is evictable
3845  * @page: the page to test
3846  *
3847  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3848  * lists vs unevictable list.
3849  *
3850  * Reasons page might not be evictable:
3851  * (1) page's mapping marked unevictable
3852  * (2) page is part of an mlocked VMA
3853  *
3854  */
3855 int page_evictable(struct page *page)
3856 {
3857         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3858 }
3859
3860 #ifdef CONFIG_SHMEM
3861 /**
3862  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3863  * @pages:      array of pages to check
3864  * @nr_pages:   number of pages to check
3865  *
3866  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3867  *
3868  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3869  */
3870 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3871 {
3872         struct lruvec *lruvec;
3873         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3874         int pgscanned = 0;
3875         int pgrescued = 0;
3876         int i;
3877
3878         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3879                 struct page *page = pages[i];
3880                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3881
3882                 pgscanned++;
3883                 if (pagepgdat != pgdat) {
3884                         if (pgdat)
3885                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3886                         pgdat = pagepgdat;
3887                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3888                 }
3889                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3890
3891                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3892                         continue;
3893
3894                 if (page_evictable(page)) {
3895                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3896
3897                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3898                         ClearPageUnevictable(page);
3899                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3900                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3901                         pgrescued++;
3902                 }
3903         }
3904
3905         if (pgdat) {
3906                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3907                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3908                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3909         }
3910 }
3911 #endif /* CONFIG_SHMEM */