]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/vmscan.c
d2fc97c6f72cf601c5781f1e76283c201cc49dbe
[karo-tx-linux.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49 #include <linux/dax.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/balloon_compaction.h>
56
57 #include "internal.h"
58
59 #define CREATE_TRACE_POINTS
60 #include <trace/events/vmscan.h>
61
62 struct scan_control {
63         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
64         unsigned long nr_to_reclaim;
65
66         /* This context's GFP mask */
67         gfp_t gfp_mask;
68
69         /* Allocation order */
70         int order;
71
72         /*
73          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
74          * are scanned.
75          */
76         nodemask_t      *nodemask;
77
78         /*
79          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
80          * primary target of this reclaim invocation.
81          */
82         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
83
84         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
85         int priority;
86
87         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
88         enum zone_type reclaim_idx;
89
90         unsigned int may_writepage:1;
91
92         /* Can mapped pages be reclaimed? */
93         unsigned int may_unmap:1;
94
95         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
96         unsigned int may_swap:1;
97
98         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
99         unsigned int may_thrash:1;
100
101         unsigned int hibernation_mode:1;
102
103         /* One of the zones is ready for compaction */
104         unsigned int compaction_ready:1;
105
106         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
107         unsigned long nr_scanned;
108
109         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
110         unsigned long nr_reclaimed;
111 };
112
113 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
114 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
115         do {                                                            \
116                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
117                         struct page *prev;                              \
118                                                                         \
119                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
120                         prefetch(&prev->_field);                        \
121                 }                                                       \
122         } while (0)
123 #else
124 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
125 #endif
126
127 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
128 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
129         do {                                                            \
130                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
131                         struct page *prev;                              \
132                                                                         \
133                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
134                         prefetchw(&prev->_field);                       \
135                 }                                                       \
136         } while (0)
137 #else
138 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
139 #endif
140
141 /*
142  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
143  */
144 int vm_swappiness = 60;
145 /*
146  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
147  * zones.
148  */
149 unsigned long vm_total_pages;
150
151 static LIST_HEAD(shrinker_list);
152 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
153
154 #ifdef CONFIG_MEMCG
155 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
156 {
157         return !sc->target_mem_cgroup;
158 }
159
160 /**
161  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
162  * @sc: scan_control in question
163  *
164  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
165  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
166  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
167  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
168  * allocation and configurability.
169  *
170  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
171  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
172  */
173 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
174 {
175         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
176
177         if (!memcg)
178                 return true;
179 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
180         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
181                 return true;
182 #endif
183         return false;
184 }
185 #else
186 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
187 {
188         return true;
189 }
190
191 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
192 {
193         return true;
194 }
195 #endif
196
197 /*
198  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
199  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
200  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
201  */
202 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
203 {
204         unsigned long nr;
205
206         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
207                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
208         if (get_nr_swap_pages() > 0)
209                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
210                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
211
212         return nr;
213 }
214
215 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
216 {
217         unsigned long nr;
218
219         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
220              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
221              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
222
223         if (get_nr_swap_pages() > 0)
224                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
225                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
226                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
227
228         return nr;
229 }
230
231 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
234                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
235 }
236
237 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
238 {
239         if (!mem_cgroup_disabled())
240                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
241
242         return node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
243 }
244
245 unsigned long lruvec_zone_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
246                                    int zone_idx)
247 {
248         if (!mem_cgroup_disabled())
249                 return mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zone_idx);
250
251         return zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zone_idx],
252                                NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
253 }
254
255 /*
256  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
257  */
258 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
259 {
260         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
261
262         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
263                 size *= nr_node_ids;
264
265         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
266         if (!shrinker->nr_deferred)
267                 return -ENOMEM;
268
269         down_write(&shrinker_rwsem);
270         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
271         up_write(&shrinker_rwsem);
272         return 0;
273 }
274 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
275
276 /*
277  * Remove one
278  */
279 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
280 {
281         down_write(&shrinker_rwsem);
282         list_del(&shrinker->list);
283         up_write(&shrinker_rwsem);
284         kfree(shrinker->nr_deferred);
285 }
286 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
287
288 #define SHRINK_BATCH 128
289
290 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
291                                     struct shrinker *shrinker,
292                                     unsigned long nr_scanned,
293                                     unsigned long nr_eligible)
294 {
295         unsigned long freed = 0;
296         unsigned long long delta;
297         long total_scan;
298         long freeable;
299         long nr;
300         long new_nr;
301         int nid = shrinkctl->nid;
302         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
303                                           : SHRINK_BATCH;
304         long scanned = 0, next_deferred;
305
306         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
307         if (freeable == 0)
308                 return 0;
309
310         /*
311          * copy the current shrinker scan count into a local variable
312          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
313          * don't also do this scanning work.
314          */
315         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
316
317         total_scan = nr;
318         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
319         delta *= freeable;
320         do_div(delta, nr_eligible + 1);
321         total_scan += delta;
322         if (total_scan < 0) {
323                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
324                        shrinker->scan_objects, total_scan);
325                 total_scan = freeable;
326                 next_deferred = nr;
327         } else
328                 next_deferred = total_scan;
329
330         /*
331          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
332          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
333          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
334          * nr being built up so when a shrink that can do some work
335          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
336          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
337          * memory.
338          *
339          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
340          * a large delta change is calculated directly.
341          */
342         if (delta < freeable / 4)
343                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
344
345         /*
346          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
347          * never try to free more than twice the estimate number of
348          * freeable entries.
349          */
350         if (total_scan > freeable * 2)
351                 total_scan = freeable * 2;
352
353         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
354                                    nr_scanned, nr_eligible,
355                                    freeable, delta, total_scan);
356
357         /*
358          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
359          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
360          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
361          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
362          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
363          * objects spread over several slabs with usage less than the
364          * batch_size.
365          *
366          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
367          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
368          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
369          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
370          * possible.
371          */
372         while (total_scan >= batch_size ||
373                total_scan >= freeable) {
374                 unsigned long ret;
375                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
376
377                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
378                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
379                 if (ret == SHRINK_STOP)
380                         break;
381                 freed += ret;
382
383                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
384                 total_scan -= nr_to_scan;
385                 scanned += nr_to_scan;
386
387                 cond_resched();
388         }
389
390         if (next_deferred >= scanned)
391                 next_deferred -= scanned;
392         else
393                 next_deferred = 0;
394         /*
395          * move the unused scan count back into the shrinker in a
396          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
397          * scan, there is no need to do an update.
398          */
399         if (next_deferred > 0)
400                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
401                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
402         else
403                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
404
405         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
406         return freed;
407 }
408
409 /**
410  * shrink_slab - shrink slab caches
411  * @gfp_mask: allocation context
412  * @nid: node whose slab caches to target
413  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
414  * @nr_scanned: pressure numerator
415  * @nr_eligible: pressure denominator
416  *
417  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
418  *
419  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
420  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
421  *
422  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
423  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
424  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
425  * shrinkers are called.
426  *
427  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
428  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
429  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
430  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
431  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
432  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
433  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
434  *
435  * Returns the number of reclaimed slab objects.
436  */
437 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
438                                  struct mem_cgroup *memcg,
439                                  unsigned long nr_scanned,
440                                  unsigned long nr_eligible)
441 {
442         struct shrinker *shrinker;
443         unsigned long freed = 0;
444
445         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
446                 return 0;
447
448         if (nr_scanned == 0)
449                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
450
451         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
452                 /*
453                  * If we would return 0, our callers would understand that we
454                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
455                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
456                  * time.
457                  */
458                 freed = 1;
459                 goto out;
460         }
461
462         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
463                 struct shrink_control sc = {
464                         .gfp_mask = gfp_mask,
465                         .nid = nid,
466                         .memcg = memcg,
467                 };
468
469                 /*
470                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
471                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
472                  * passing NULL for memcg.
473                  */
474                 if (memcg_kmem_enabled() &&
475                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
476                         continue;
477
478                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
479                         sc.nid = 0;
480
481                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
482         }
483
484         up_read(&shrinker_rwsem);
485 out:
486         cond_resched();
487         return freed;
488 }
489
490 void drop_slab_node(int nid)
491 {
492         unsigned long freed;
493
494         do {
495                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
496
497                 freed = 0;
498                 do {
499                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
500                                              1000, 1000);
501                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
502         } while (freed > 10);
503 }
504
505 void drop_slab(void)
506 {
507         int nid;
508
509         for_each_online_node(nid)
510                 drop_slab_node(nid);
511 }
512
513 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
514 {
515         /*
516          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
517          * that isolated the page, the page cache radix tree and
518          * optional buffer heads at page->private.
519          */
520         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
521 }
522
523 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
524 {
525         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
526                 return 1;
527         if (!inode_write_congested(inode))
528                 return 1;
529         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
530                 return 1;
531         return 0;
532 }
533
534 /*
535  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
536  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
537  * fsync(), msync() or close().
538  *
539  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
540  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
541  * that page is locked, the mapping is pinned.
542  *
543  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
544  * __GFP_FS.
545  */
546 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
547                                 struct page *page, int error)
548 {
549         lock_page(page);
550         if (page_mapping(page) == mapping)
551                 mapping_set_error(mapping, error);
552         unlock_page(page);
553 }
554
555 /* possible outcome of pageout() */
556 typedef enum {
557         /* failed to write page out, page is locked */
558         PAGE_KEEP,
559         /* move page to the active list, page is locked */
560         PAGE_ACTIVATE,
561         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
562         PAGE_SUCCESS,
563         /* page is clean and locked */
564         PAGE_CLEAN,
565 } pageout_t;
566
567 /*
568  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
569  * Calls ->writepage().
570  */
571 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
572                          struct scan_control *sc)
573 {
574         /*
575          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
576          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
577          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
578          * stalls if we need to run get_block().  We could test
579          * PagePrivate for that.
580          *
581          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
582          * this page's queue, we can perform writeback even if that
583          * will block.
584          *
585          * If the page is swapcache, write it back even if that would
586          * block, for some throttling. This happens by accident, because
587          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
588          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
589          */
590         if (!is_page_cache_freeable(page))
591                 return PAGE_KEEP;
592         if (!mapping) {
593                 /*
594                  * Some data journaling orphaned pages can have
595                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
596                  */
597                 if (page_has_private(page)) {
598                         if (try_to_free_buffers(page)) {
599                                 ClearPageDirty(page);
600                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
601                                 return PAGE_CLEAN;
602                         }
603                 }
604                 return PAGE_KEEP;
605         }
606         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
607                 return PAGE_ACTIVATE;
608         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
609                 return PAGE_KEEP;
610
611         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
612                 int res;
613                 struct writeback_control wbc = {
614                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
615                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
616                         .range_start = 0,
617                         .range_end = LLONG_MAX,
618                         .for_reclaim = 1,
619                 };
620
621                 SetPageReclaim(page);
622                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
623                 if (res < 0)
624                         handle_write_error(mapping, page, res);
625                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
626                         ClearPageReclaim(page);
627                         return PAGE_ACTIVATE;
628                 }
629
630                 if (!PageWriteback(page)) {
631                         /* synchronous write or broken a_ops? */
632                         ClearPageReclaim(page);
633                 }
634                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
635                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
636                 return PAGE_SUCCESS;
637         }
638
639         return PAGE_CLEAN;
640 }
641
642 /*
643  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
644  * gets returned with a refcount of 0.
645  */
646 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
647                             bool reclaimed)
648 {
649         unsigned long flags;
650
651         BUG_ON(!PageLocked(page));
652         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
653
654         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
655         /*
656          * The non racy check for a busy page.
657          *
658          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
659          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
660          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
661          * here, then the following race may occur:
662          *
663          * get_user_pages(&page);
664          * [user mapping goes away]
665          * write_to(page);
666          *                              !PageDirty(page)    [good]
667          * SetPageDirty(page);
668          * put_page(page);
669          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
670          *
671          * [oops, our write_to data is lost]
672          *
673          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
674          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
675          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
676          *
677          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
678          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
679          */
680         if (!page_ref_freeze(page, 2))
681                 goto cannot_free;
682         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
683         if (unlikely(PageDirty(page))) {
684                 page_ref_unfreeze(page, 2);
685                 goto cannot_free;
686         }
687
688         if (PageSwapCache(page)) {
689                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
690                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
691                 __delete_from_swap_cache(page);
692                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
693                 swapcache_free(swap);
694         } else {
695                 void (*freepage)(struct page *);
696                 void *shadow = NULL;
697
698                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
699                 /*
700                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
701                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
702                  *
703                  * But don't store shadows in an address space that is
704                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
705                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
706                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
707                  * back.
708                  *
709                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
710                  * only page cache pages found in these are zero pages
711                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
712                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
713                  * same page_tree.
714                  */
715                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
716                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
717                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
718                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
719                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
720
721                 if (freepage != NULL)
722                         freepage(page);
723         }
724
725         return 1;
726
727 cannot_free:
728         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
729         return 0;
730 }
731
732 /*
733  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
734  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
735  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
736  * this page.
737  */
738 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
739 {
740         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
741                 /*
742                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
743                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
744                  * atomic operation.
745                  */
746                 page_ref_unfreeze(page, 1);
747                 return 1;
748         }
749         return 0;
750 }
751
752 /**
753  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
754  * @page: page to be put back to appropriate lru list
755  *
756  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
757  * Page may still be unevictable for other reasons.
758  *
759  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
760  */
761 void putback_lru_page(struct page *page)
762 {
763         bool is_unevictable;
764         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
765
766         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
767
768 redo:
769         ClearPageUnevictable(page);
770
771         if (page_evictable(page)) {
772                 /*
773                  * For evictable pages, we can use the cache.
774                  * In event of a race, worst case is we end up with an
775                  * unevictable page on [in]active list.
776                  * We know how to handle that.
777                  */
778                 is_unevictable = false;
779                 lru_cache_add(page);
780         } else {
781                 /*
782                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
783                  * list.
784                  */
785                 is_unevictable = true;
786                 add_page_to_unevictable_list(page);
787                 /*
788                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
789                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
790                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
791                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
792                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
793                  * the page back to the evictable list.
794                  *
795                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
796                  */
797                 smp_mb();
798         }
799
800         /*
801          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
802          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
803          * check after we added it to the list, again.
804          */
805         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
806                 if (!isolate_lru_page(page)) {
807                         put_page(page);
808                         goto redo;
809                 }
810                 /* This means someone else dropped this page from LRU
811                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
812                  * nothing to do here.
813                  */
814         }
815
816         if (was_unevictable && !is_unevictable)
817                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
818         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
819                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
820
821         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
822 }
823
824 enum page_references {
825         PAGEREF_RECLAIM,
826         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
827         PAGEREF_KEEP,
828         PAGEREF_ACTIVATE,
829 };
830
831 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
832                                                   struct scan_control *sc)
833 {
834         int referenced_ptes, referenced_page;
835         unsigned long vm_flags;
836
837         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
838                                           &vm_flags);
839         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
840
841         /*
842          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
843          * move the page to the unevictable list.
844          */
845         if (vm_flags & VM_LOCKED)
846                 return PAGEREF_RECLAIM;
847
848         if (referenced_ptes) {
849                 if (PageSwapBacked(page))
850                         return PAGEREF_ACTIVATE;
851                 /*
852                  * All mapped pages start out with page table
853                  * references from the instantiating fault, so we need
854                  * to look twice if a mapped file page is used more
855                  * than once.
856                  *
857                  * Mark it and spare it for another trip around the
858                  * inactive list.  Another page table reference will
859                  * lead to its activation.
860                  *
861                  * Note: the mark is set for activated pages as well
862                  * so that recently deactivated but used pages are
863                  * quickly recovered.
864                  */
865                 SetPageReferenced(page);
866
867                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
868                         return PAGEREF_ACTIVATE;
869
870                 /*
871                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
872                  */
873                 if (vm_flags & VM_EXEC)
874                         return PAGEREF_ACTIVATE;
875
876                 return PAGEREF_KEEP;
877         }
878
879         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
880         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
881                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
882
883         return PAGEREF_RECLAIM;
884 }
885
886 /* Check if a page is dirty or under writeback */
887 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
888                                        bool *dirty, bool *writeback)
889 {
890         struct address_space *mapping;
891
892         /*
893          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
894          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
895          */
896         if (!page_is_file_cache(page)) {
897                 *dirty = false;
898                 *writeback = false;
899                 return;
900         }
901
902         /* By default assume that the page flags are accurate */
903         *dirty = PageDirty(page);
904         *writeback = PageWriteback(page);
905
906         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
907         if (!page_has_private(page))
908                 return;
909
910         mapping = page_mapping(page);
911         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
912                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
913 }
914
915 /*
916  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
917  */
918 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
919                                       struct pglist_data *pgdat,
920                                       struct scan_control *sc,
921                                       enum ttu_flags ttu_flags,
922                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
923                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
924                                       unsigned long *ret_nr_congested,
925                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
926                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
927                                       bool force_reclaim)
928 {
929         LIST_HEAD(ret_pages);
930         LIST_HEAD(free_pages);
931         int pgactivate = 0;
932         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
933         unsigned long nr_dirty = 0;
934         unsigned long nr_congested = 0;
935         unsigned long nr_reclaimed = 0;
936         unsigned long nr_writeback = 0;
937         unsigned long nr_immediate = 0;
938
939         cond_resched();
940
941         while (!list_empty(page_list)) {
942                 struct address_space *mapping;
943                 struct page *page;
944                 int may_enter_fs;
945                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
946                 bool dirty, writeback;
947                 bool lazyfree = false;
948                 int ret = SWAP_SUCCESS;
949
950                 cond_resched();
951
952                 page = lru_to_page(page_list);
953                 list_del(&page->lru);
954
955                 if (!trylock_page(page))
956                         goto keep;
957
958                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
959
960                 sc->nr_scanned++;
961
962                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
963                         goto cull_mlocked;
964
965                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
966                         goto keep_locked;
967
968                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
969                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
970                         sc->nr_scanned++;
971
972                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
973                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
974
975                 /*
976                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
977                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
978                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
979                  * is all dirty unqueued pages.
980                  */
981                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
982                 if (dirty || writeback)
983                         nr_dirty++;
984
985                 if (dirty && !writeback)
986                         nr_unqueued_dirty++;
987
988                 /*
989                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
990                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
991                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
992                  * end of the LRU a second time.
993                  */
994                 mapping = page_mapping(page);
995                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
996                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
997                     (writeback && PageReclaim(page)))
998                         nr_congested++;
999
1000                 /*
1001                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1002                  * are three cases to consider.
1003                  *
1004                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1005                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1006                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1007                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1008                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1009                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1010                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1011                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1012                  *    caller can stall after page list has been processed.
1013                  *
1014                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1015                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1016                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1017                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1018                  *    reclaim and continue scanning.
1019                  *
1020                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1021                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1022                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1023                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1024                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1025                  *    would probably show more reasons.
1026                  *
1027                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1028                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1029                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1030                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1031                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1032                  */
1033                 if (PageWriteback(page)) {
1034                         /* Case 1 above */
1035                         if (current_is_kswapd() &&
1036                             PageReclaim(page) &&
1037                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1038                                 nr_immediate++;
1039                                 goto keep_locked;
1040
1041                         /* Case 2 above */
1042                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1043                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1044                                 /*
1045                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1046                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1047                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1048                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1049                                  * enough to care.  What we do want is for this
1050                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1051                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1052                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1053                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1054                                  */
1055                                 SetPageReclaim(page);
1056                                 nr_writeback++;
1057                                 goto keep_locked;
1058
1059                         /* Case 3 above */
1060                         } else {
1061                                 unlock_page(page);
1062                                 wait_on_page_writeback(page);
1063                                 /* then go back and try same page again */
1064                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1065                                 continue;
1066                         }
1067                 }
1068
1069                 if (!force_reclaim)
1070                         references = page_check_references(page, sc);
1071
1072                 switch (references) {
1073                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1074                         goto activate_locked;
1075                 case PAGEREF_KEEP:
1076                         goto keep_locked;
1077                 case PAGEREF_RECLAIM:
1078                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1079                         ; /* try to reclaim the page below */
1080                 }
1081
1082                 /*
1083                  * Anonymous process memory has backing store?
1084                  * Try to allocate it some swap space here.
1085                  */
1086                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1087                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1088                                 goto keep_locked;
1089                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1090                                 goto activate_locked;
1091                         lazyfree = true;
1092                         may_enter_fs = 1;
1093
1094                         /* Adding to swap updated mapping */
1095                         mapping = page_mapping(page);
1096                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1097                         /* Split file THP */
1098                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1099                                 goto keep_locked;
1100                 }
1101
1102                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1103
1104                 /*
1105                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1106                  * processes. Try to unmap it here.
1107                  */
1108                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1109                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1110                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1111                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1112                         case SWAP_FAIL:
1113                                 goto activate_locked;
1114                         case SWAP_AGAIN:
1115                                 goto keep_locked;
1116                         case SWAP_MLOCK:
1117                                 goto cull_mlocked;
1118                         case SWAP_LZFREE:
1119                                 goto lazyfree;
1120                         case SWAP_SUCCESS:
1121                                 ; /* try to free the page below */
1122                         }
1123                 }
1124
1125                 if (PageDirty(page)) {
1126                         /*
1127                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1128                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1129                          * if many dirty pages have been encountered.
1130                          */
1131                         if (page_is_file_cache(page) &&
1132                                         (!current_is_kswapd() ||
1133                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1134                                 /*
1135                                  * Immediately reclaim when written back.
1136                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1137                                  * except we already have the page isolated
1138                                  * and know it's dirty
1139                                  */
1140                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1141                                 SetPageReclaim(page);
1142
1143                                 goto keep_locked;
1144                         }
1145
1146                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1147                                 goto keep_locked;
1148                         if (!may_enter_fs)
1149                                 goto keep_locked;
1150                         if (!sc->may_writepage)
1151                                 goto keep_locked;
1152
1153                         /*
1154                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1155                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1156                          * starts and then write it out here.
1157                          */
1158                         try_to_unmap_flush_dirty();
1159                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1160                         case PAGE_KEEP:
1161                                 goto keep_locked;
1162                         case PAGE_ACTIVATE:
1163                                 goto activate_locked;
1164                         case PAGE_SUCCESS:
1165                                 if (PageWriteback(page))
1166                                         goto keep;
1167                                 if (PageDirty(page))
1168                                         goto keep;
1169
1170                                 /*
1171                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1172                                  * ahead and try to reclaim the page.
1173                                  */
1174                                 if (!trylock_page(page))
1175                                         goto keep;
1176                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1177                                         goto keep_locked;
1178                                 mapping = page_mapping(page);
1179                         case PAGE_CLEAN:
1180                                 ; /* try to free the page below */
1181                         }
1182                 }
1183
1184                 /*
1185                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1186                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1187                  * the page as well.
1188                  *
1189                  * We do this even if the page is PageDirty().
1190                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1191                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1192                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1193                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1194                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1195                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1196                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1197                  *
1198                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1199                  * the pages which were not successfully invalidated in
1200                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1201                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1202                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1203                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1204                  */
1205                 if (page_has_private(page)) {
1206                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1207                                 goto activate_locked;
1208                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1209                                 unlock_page(page);
1210                                 if (put_page_testzero(page))
1211                                         goto free_it;
1212                                 else {
1213                                         /*
1214                                          * rare race with speculative reference.
1215                                          * the speculative reference will free
1216                                          * this page shortly, so we may
1217                                          * increment nr_reclaimed here (and
1218                                          * leave it off the LRU).
1219                                          */
1220                                         nr_reclaimed++;
1221                                         continue;
1222                                 }
1223                         }
1224                 }
1225
1226 lazyfree:
1227                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1228                         goto keep_locked;
1229
1230                 /*
1231                  * At this point, we have no other references and there is
1232                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1233                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1234                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1235                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1236                  */
1237                 __ClearPageLocked(page);
1238 free_it:
1239                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1240                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1241
1242                 nr_reclaimed++;
1243
1244                 /*
1245                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1246                  * appear not as the counts should be low
1247                  */
1248                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1249                 continue;
1250
1251 cull_mlocked:
1252                 if (PageSwapCache(page))
1253                         try_to_free_swap(page);
1254                 unlock_page(page);
1255                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1256                 continue;
1257
1258 activate_locked:
1259                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1260                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1261                         try_to_free_swap(page);
1262                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1263                 SetPageActive(page);
1264                 pgactivate++;
1265 keep_locked:
1266                 unlock_page(page);
1267 keep:
1268                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1269                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1270         }
1271
1272         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1273         try_to_unmap_flush();
1274         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1275
1276         list_splice(&ret_pages, page_list);
1277         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1278
1279         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1280         *ret_nr_congested += nr_congested;
1281         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1282         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1283         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1284         return nr_reclaimed;
1285 }
1286
1287 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1288                                             struct list_head *page_list)
1289 {
1290         struct scan_control sc = {
1291                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1292                 .priority = DEF_PRIORITY,
1293                 .may_unmap = 1,
1294         };
1295         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1296         struct page *page, *next;
1297         LIST_HEAD(clean_pages);
1298
1299         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1300                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1301                     !__PageMovable(page)) {
1302                         ClearPageActive(page);
1303                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1304                 }
1305         }
1306
1307         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1308                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1309                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1310         list_splice(&clean_pages, page_list);
1311         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1312         return ret;
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1317  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1318  * freed elsewhere are also ignored.
1319  *
1320  * page:        page to consider
1321  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1322  *
1323  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1324  */
1325 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1326 {
1327         int ret = -EINVAL;
1328
1329         /* Only take pages on the LRU. */
1330         if (!PageLRU(page))
1331                 return ret;
1332
1333         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1334         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1335                 return ret;
1336
1337         ret = -EBUSY;
1338
1339         /*
1340          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1341          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1342          * blocking - clean pages for the most part.
1343          *
1344          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1345          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1346          *
1347          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1348          * that it is possible to migrate without blocking
1349          */
1350         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1351                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1352                 if (PageWriteback(page))
1353                         return ret;
1354
1355                 if (PageDirty(page)) {
1356                         struct address_space *mapping;
1357
1358                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1359                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1360                                 return ret;
1361
1362                         /*
1363                          * Only pages without mappings or that have a
1364                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1365                          * without blocking
1366                          */
1367                         mapping = page_mapping(page);
1368                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1369                                 return ret;
1370                 }
1371         }
1372
1373         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1374                 return ret;
1375
1376         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1377                 /*
1378                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1379                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1380                  * page release code relies on it.
1381                  */
1382                 ClearPageLRU(page);
1383                 ret = 0;
1384         }
1385
1386         return ret;
1387 }
1388
1389
1390 /*
1391  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1392  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1393  */
1394 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1395                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1396 {
1397         int zid;
1398
1399         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1400                 if (!nr_zone_taken[zid])
1401                         continue;
1402
1403                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1404 #ifdef CONFIG_MEMCG
1405                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1406 #endif
1407         }
1408
1409 }
1410
1411 /*
1412  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1413  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1414  * and working on them outside the LRU lock.
1415  *
1416  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1417  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1418  *
1419  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1420  *
1421  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1422  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1423  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1424  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1425  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1426  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1427  * @lru:        LRU list id for isolating
1428  *
1429  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1430  */
1431 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1432                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1433                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1434                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1435 {
1436         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1437         unsigned long nr_taken = 0;
1438         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1439         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1440         unsigned long skipped = 0, total_skipped = 0;
1441         unsigned long scan, nr_pages;
1442         LIST_HEAD(pages_skipped);
1443
1444         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1445                                         !list_empty(src);) {
1446                 struct page *page;
1447
1448                 page = lru_to_page(src);
1449                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1450
1451                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1452
1453                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1454                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1455                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1456                         continue;
1457                 }
1458
1459                 /*
1460                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1461                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1462                  */
1463                 scan++;
1464
1465                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1466                 case 0:
1467                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1468                         nr_taken += nr_pages;
1469                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1470                         list_move(&page->lru, dst);
1471                         break;
1472
1473                 case -EBUSY:
1474                         /* else it is being freed elsewhere */
1475                         list_move(&page->lru, src);
1476                         continue;
1477
1478                 default:
1479                         BUG();
1480                 }
1481         }
1482
1483         /*
1484          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1485          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1486          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1487          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1488          * system at risk of premature OOM.
1489          */
1490         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1491                 int zid;
1492
1493                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1494                         if (!nr_skipped[zid])
1495                                 continue;
1496
1497                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1498                         skipped += nr_skipped[zid];
1499                 }
1500
1501                 /*
1502                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1503                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1504                  * skipped pages as a full scan.
1505                  */
1506                 total_skipped = list_empty(src) ? skipped : skipped >> 2;
1507
1508                 list_splice(&pages_skipped, src);
1509         }
1510         *nr_scanned = scan + total_skipped;
1511         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1512                                     scan, skipped, nr_taken, mode,
1513                                     is_file_lru(lru));
1514         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1515         return nr_taken;
1516 }
1517
1518 /**
1519  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1520  * @page: page to isolate from its LRU list
1521  *
1522  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1523  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1524  *
1525  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1526  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1527  *
1528  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1529  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1530  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1531  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1532  *
1533  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1534  * found will be decremented.
1535  *
1536  * Restrictions:
1537  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1538  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1539  *     without a stable reference).
1540  * (2) the lru_lock must not be held.
1541  * (3) interrupts must be enabled.
1542  */
1543 int isolate_lru_page(struct page *page)
1544 {
1545         int ret = -EBUSY;
1546
1547         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1548         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1549
1550         if (PageLRU(page)) {
1551                 struct zone *zone = page_zone(page);
1552                 struct lruvec *lruvec;
1553
1554                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1555                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1556                 if (PageLRU(page)) {
1557                         int lru = page_lru(page);
1558                         get_page(page);
1559                         ClearPageLRU(page);
1560                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1561                         ret = 0;
1562                 }
1563                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1564         }
1565         return ret;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1570  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1571  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1572  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1573  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1574  */
1575 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1576                 struct scan_control *sc)
1577 {
1578         unsigned long inactive, isolated;
1579
1580         if (current_is_kswapd())
1581                 return 0;
1582
1583         if (!sane_reclaim(sc))
1584                 return 0;
1585
1586         if (file) {
1587                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1588                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1589         } else {
1590                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1591                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1592         }
1593
1594         /*
1595          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1596          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1597          * deadlock.
1598          */
1599         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1600                 inactive >>= 3;
1601
1602         return isolated > inactive;
1603 }
1604
1605 static noinline_for_stack void
1606 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1607 {
1608         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1609         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1610         LIST_HEAD(pages_to_free);
1611
1612         /*
1613          * Put back any unfreeable pages.
1614          */
1615         while (!list_empty(page_list)) {
1616                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1617                 int lru;
1618
1619                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1620                 list_del(&page->lru);
1621                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1622                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1623                         putback_lru_page(page);
1624                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1625                         continue;
1626                 }
1627
1628                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1629
1630                 SetPageLRU(page);
1631                 lru = page_lru(page);
1632                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1633
1634                 if (is_active_lru(lru)) {
1635                         int file = is_file_lru(lru);
1636                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1637                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1638                 }
1639                 if (put_page_testzero(page)) {
1640                         __ClearPageLRU(page);
1641                         __ClearPageActive(page);
1642                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1643
1644                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1645                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1646                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1647                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1648                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1649                         } else
1650                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1651                 }
1652         }
1653
1654         /*
1655          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1656          */
1657         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1658 }
1659
1660 /*
1661  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1662  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1663  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1664  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1665  */
1666 static int current_may_throttle(void)
1667 {
1668         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1669                 current->backing_dev_info == NULL ||
1670                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1671 }
1672
1673 static bool inactive_reclaimable_pages(struct lruvec *lruvec,
1674                                 struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1675 {
1676         int zid;
1677         struct zone *zone;
1678         int file = is_file_lru(lru);
1679         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1680
1681         if (!global_reclaim(sc))
1682                 return true;
1683
1684         for (zid = sc->reclaim_idx; zid >= 0; zid--) {
1685                 zone = &pgdat->node_zones[zid];
1686                 if (!managed_zone(zone))
1687                         continue;
1688
1689                 if (zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_LRU_BASE +
1690                                 LRU_FILE * file) >= SWAP_CLUSTER_MAX)
1691                         return true;
1692         }
1693
1694         return false;
1695 }
1696
1697 /*
1698  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1699  * of reclaimed pages
1700  */
1701 static noinline_for_stack unsigned long
1702 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1703                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1704 {
1705         LIST_HEAD(page_list);
1706         unsigned long nr_scanned;
1707         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1708         unsigned long nr_taken;
1709         unsigned long nr_dirty = 0;
1710         unsigned long nr_congested = 0;
1711         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1712         unsigned long nr_writeback = 0;
1713         unsigned long nr_immediate = 0;
1714         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1715         int file = is_file_lru(lru);
1716         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1717         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1718
1719         if (!inactive_reclaimable_pages(lruvec, sc, lru))
1720                 return 0;
1721
1722         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1723                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1724
1725                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1726                 if (fatal_signal_pending(current))
1727                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1728         }
1729
1730         lru_add_drain();
1731
1732         if (!sc->may_unmap)
1733                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1734         if (!sc->may_writepage)
1735                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1736
1737         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1738
1739         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1740                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1741
1742         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1743         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1744
1745         if (global_reclaim(sc)) {
1746                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1747                 if (current_is_kswapd())
1748                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1749                 else
1750                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1751         }
1752         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1753
1754         if (nr_taken == 0)
1755                 return 0;
1756
1757         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1758                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1759                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1760                                 false);
1761
1762         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1763
1764         if (global_reclaim(sc)) {
1765                 if (current_is_kswapd())
1766                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1767                 else
1768                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1769         }
1770
1771         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1772
1773         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1774
1775         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1776
1777         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1778         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1779
1780         /*
1781          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1782          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1783          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1784          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1785          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1786          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1787          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1788          * same way balance_dirty_pages() manages.
1789          *
1790          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1791          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1792          * are encountered in the nr_immediate check below.
1793          */
1794         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1795                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1796
1797         /*
1798          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1799          * stalling here.
1800          */
1801         if (sane_reclaim(sc)) {
1802                 /*
1803                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1804                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1805                  */
1806                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1807                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1808
1809                 /*
1810                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1811                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1812                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1813                  * reclaim context.
1814                  */
1815                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1816                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1817
1818                 /*
1819                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1820                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1821                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1822                  * they are written so also forcibly stall.
1823                  */
1824                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1825                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1826         }
1827
1828         /*
1829          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1830          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1831          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1832          */
1833         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1834             current_may_throttle())
1835                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1836
1837         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1838                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1839                         sc->priority, file);
1840         return nr_reclaimed;
1841 }
1842
1843 /*
1844  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1845  *
1846  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1847  * processes, from rmap.
1848  *
1849  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1850  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1851  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1852  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1853  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1854  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1855  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1856  *
1857  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1858  * But we had to alter page->flags anyway.
1859  *
1860  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1861  */
1862
1863 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1864                                      struct list_head *list,
1865                                      struct list_head *pages_to_free,
1866                                      enum lru_list lru)
1867 {
1868         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1869         unsigned long pgmoved = 0;
1870         struct page *page;
1871         int nr_pages;
1872         int nr_moved = 0;
1873
1874         while (!list_empty(list)) {
1875                 page = lru_to_page(list);
1876                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1877
1878                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1879                 SetPageLRU(page);
1880
1881                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1882                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1883                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1884                 pgmoved += nr_pages;
1885
1886                 if (put_page_testzero(page)) {
1887                         __ClearPageLRU(page);
1888                         __ClearPageActive(page);
1889                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1890
1891                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1892                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1893                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1894                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1895                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1896                         } else
1897                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1898                 } else {
1899                         nr_moved += nr_pages;
1900                 }
1901         }
1902
1903         if (!is_active_lru(lru))
1904                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1905
1906         return nr_moved;
1907 }
1908
1909 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1910                                struct lruvec *lruvec,
1911                                struct scan_control *sc,
1912                                enum lru_list lru)
1913 {
1914         unsigned long nr_taken;
1915         unsigned long nr_scanned;
1916         unsigned long vm_flags;
1917         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1918         LIST_HEAD(l_active);
1919         LIST_HEAD(l_inactive);
1920         struct page *page;
1921         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1922         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1923         unsigned nr_rotated = 0;
1924         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1925         int file = is_file_lru(lru);
1926         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1927
1928         lru_add_drain();
1929
1930         if (!sc->may_unmap)
1931                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1932         if (!sc->may_writepage)
1933                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1934
1935         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1936
1937         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1938                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1939
1940         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1941         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1942
1943         if (global_reclaim(sc))
1944                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1945         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1946
1947         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1948
1949         while (!list_empty(&l_hold)) {
1950                 cond_resched();
1951                 page = lru_to_page(&l_hold);
1952                 list_del(&page->lru);
1953
1954                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1955                         putback_lru_page(page);
1956                         continue;
1957                 }
1958
1959                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1960                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1961                                 if (page_has_private(page))
1962                                         try_to_release_page(page, 0);
1963                                 unlock_page(page);
1964                         }
1965                 }
1966
1967                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1968                                     &vm_flags)) {
1969                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1970                         /*
1971                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1972                          * give them one more trip around the active list. So
1973                          * that executable code get better chances to stay in
1974                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1975                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1976                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1977                          * so we ignore them here.
1978                          */
1979                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1980                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1981                                 continue;
1982                         }
1983                 }
1984
1985                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1986                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1987         }
1988
1989         /*
1990          * Move pages back to the lru list.
1991          */
1992         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1993         /*
1994          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1995          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1996          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1997          * get_scan_count.
1998          */
1999         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2000
2001         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2002         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2003         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2004         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2005
2006         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2007         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2008         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2009                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2010 }
2011
2012 /*
2013  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2014  * to do too much work.
2015  *
2016  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2017  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2018  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2019  *
2020  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2021  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2022  *
2023  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2024  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2025  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2026  *
2027  * total     target    max
2028  * memory    ratio     inactive
2029  * -------------------------------------
2030  *   10MB       1         5MB
2031  *  100MB       1        50MB
2032  *    1GB       3       250MB
2033  *   10GB      10       0.9GB
2034  *  100GB      31         3GB
2035  *    1TB     101        10GB
2036  *   10TB     320        32GB
2037  */
2038 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2039                                                 struct scan_control *sc)
2040 {
2041         unsigned long inactive_ratio;
2042         unsigned long inactive;
2043         unsigned long active;
2044         unsigned long gb;
2045         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2046         int zid;
2047
2048         /*
2049          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2050          * is pointless.
2051          */
2052         if (!file && !total_swap_pages)
2053                 return false;
2054
2055         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE);
2056         active = lruvec_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE);
2057
2058         /*
2059          * For zone-constrained allocations, it is necessary to check if
2060          * deactivations are required for lowmem to be reclaimed. This
2061          * calculates the inactive/active pages available in eligible zones.
2062          */
2063         for (zid = sc->reclaim_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2064                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
2065                 unsigned long inactive_zone, active_zone;
2066
2067                 if (!managed_zone(zone))
2068                         continue;
2069
2070                 inactive_zone = lruvec_zone_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE, zid);
2071                 active_zone = lruvec_zone_lru_size(lruvec, (file * LRU_FILE) + LRU_ACTIVE, zid);
2072
2073                 inactive -= min(inactive, inactive_zone);
2074                 active -= min(active, active_zone);
2075         }
2076
2077         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2078         if (gb)
2079                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2080         else
2081                 inactive_ratio = 1;
2082
2083         return inactive * inactive_ratio < active;
2084 }
2085
2086 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2087                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2088 {
2089         if (is_active_lru(lru)) {
2090                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc))
2091                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2092                 return 0;
2093         }
2094
2095         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2096 }
2097
2098 enum scan_balance {
2099         SCAN_EQUAL,
2100         SCAN_FRACT,
2101         SCAN_ANON,
2102         SCAN_FILE,
2103 };
2104
2105 /*
2106  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2107  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2108  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2109  * onto the active list instead of evict.
2110  *
2111  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2112  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2113  */
2114 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2115                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2116                            unsigned long *lru_pages)
2117 {
2118         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2119         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2120         u64 fraction[2];
2121         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2122         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2123         unsigned long anon_prio, file_prio;
2124         enum scan_balance scan_balance;
2125         unsigned long anon, file;
2126         bool force_scan = false;
2127         unsigned long ap, fp;
2128         enum lru_list lru;
2129         bool some_scanned;
2130         int pass;
2131
2132         /*
2133          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2134          * results in no scanning on this priority and a potential
2135          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2136          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2137          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2138          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2139          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2140          * well.
2141          */
2142         if (current_is_kswapd()) {
2143                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2144                         force_scan = true;
2145                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2146                         force_scan = true;
2147         }
2148         if (!global_reclaim(sc))
2149                 force_scan = true;
2150
2151         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2152         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2153                 scan_balance = SCAN_FILE;
2154                 goto out;
2155         }
2156
2157         /*
2158          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2159          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2160          * disable swapping for individual groups completely when
2161          * using the memory controller's swap limit feature would be
2162          * too expensive.
2163          */
2164         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2165                 scan_balance = SCAN_FILE;
2166                 goto out;
2167         }
2168
2169         /*
2170          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2171          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2172          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2173          */
2174         if (!sc->priority && swappiness) {
2175                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2176                 goto out;
2177         }
2178
2179         /*
2180          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2181          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2182          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2183          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2184          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2185          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2186          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2187          */
2188         if (global_reclaim(sc)) {
2189                 unsigned long pgdatfile;
2190                 unsigned long pgdatfree;
2191                 int z;
2192                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2193
2194                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2195                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2196                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2197
2198                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2199                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2200                         if (!managed_zone(zone))
2201                                 continue;
2202
2203                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2204                 }
2205
2206                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2207                         scan_balance = SCAN_ANON;
2208                         goto out;
2209                 }
2210         }
2211
2212         /*
2213          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2214          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2215          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2216          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2217          * Without the second condition we could end up never scanning an
2218          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2219          * system is under heavy pressure.
2220          */
2221         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc) &&
2222             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE) >> sc->priority) {
2223                 scan_balance = SCAN_FILE;
2224                 goto out;
2225         }
2226
2227         scan_balance = SCAN_FRACT;
2228
2229         /*
2230          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2231          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2232          */
2233         anon_prio = swappiness;
2234         file_prio = 200 - anon_prio;
2235
2236         /*
2237          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2238          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2239          * ratios to determine how valuable each cache is.
2240          *
2241          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2242          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2243          * up weighing recent references more than old ones.
2244          *
2245          * anon in [0], file in [1]
2246          */
2247
2248         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2249                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2250         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2251                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2252
2253         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2254         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2255                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2256                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2257         }
2258
2259         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2260                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2261                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2262         }
2263
2264         /*
2265          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2266          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2267          * each list that were recently referenced and in active use.
2268          */
2269         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2270         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2271
2272         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2273         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2274         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2275
2276         fraction[0] = ap;
2277         fraction[1] = fp;
2278         denominator = ap + fp + 1;
2279 out:
2280         some_scanned = false;
2281         /* Only use force_scan on second pass. */
2282         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2283                 *lru_pages = 0;
2284                 for_each_evictable_lru(lru) {
2285                         int file = is_file_lru(lru);
2286                         unsigned long size;
2287                         unsigned long scan;
2288
2289                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru);
2290                         scan = size >> sc->priority;
2291
2292                         if (!scan && pass && force_scan)
2293                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2294
2295                         switch (scan_balance) {
2296                         case SCAN_EQUAL:
2297                                 /* Scan lists relative to size */
2298                                 break;
2299                         case SCAN_FRACT:
2300                                 /*
2301                                  * Scan types proportional to swappiness and
2302                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2303                                  */
2304                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2305                                                         denominator);
2306                                 break;
2307                         case SCAN_FILE:
2308                         case SCAN_ANON:
2309                                 /* Scan one type exclusively */
2310                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2311                                         size = 0;
2312                                         scan = 0;
2313                                 }
2314                                 break;
2315                         default:
2316                                 /* Look ma, no brain */
2317                                 BUG();
2318                         }
2319
2320                         *lru_pages += size;
2321                         nr[lru] = scan;
2322
2323                         /*
2324                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2325                          * if we found something to scan.
2326                          */
2327                         some_scanned |= !!scan;
2328                 }
2329         }
2330 }
2331
2332 /*
2333  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2334  */
2335 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2336                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2337 {
2338         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2339         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2340         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2341         unsigned long nr_to_scan;
2342         enum lru_list lru;
2343         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2344         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2345         struct blk_plug plug;
2346         bool scan_adjusted;
2347
2348         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2349
2350         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2351         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2352
2353         /*
2354          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2355          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2356          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2357          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2358          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2359          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2360          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2361          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2362          * dropped to zero at the first pass.
2363          */
2364         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2365                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2366
2367         blk_start_plug(&plug);
2368         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2369                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2370                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2371                 unsigned long nr_scanned;
2372
2373                 for_each_evictable_lru(lru) {
2374                         if (nr[lru]) {
2375                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2376                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2377
2378                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2379                                                             lruvec, sc);
2380                         }
2381                 }
2382
2383                 cond_resched();
2384
2385                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2386                         continue;
2387
2388                 /*
2389                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2390                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2391                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2392                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2393                  * proportional to the original scan target.
2394                  */
2395                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2396                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2397
2398                 /*
2399                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2400                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2401                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2402                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2403                  */
2404                 if (!nr_file || !nr_anon)
2405                         break;
2406
2407                 if (nr_file > nr_anon) {
2408                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2409                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2410                         lru = LRU_BASE;
2411                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2412                 } else {
2413                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2414                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2415                         lru = LRU_FILE;
2416                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2417                 }
2418
2419                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2420                 nr[lru] = 0;
2421                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2422
2423                 /*
2424                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2425                  * scan target and the percentage scanning already complete
2426                  */
2427                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2428                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2429                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2430                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2431
2432                 lru += LRU_ACTIVE;
2433                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2434                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2435                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2436
2437                 scan_adjusted = true;
2438         }
2439         blk_finish_plug(&plug);
2440         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2441
2442         /*
2443          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2444          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2445          */
2446         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
2447                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2448                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2449 }
2450
2451 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2452 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2453 {
2454         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2455                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2456                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2457                 return true;
2458
2459         return false;
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2464  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2465  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2466  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2467  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2468  */
2469 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2470                                         unsigned long nr_reclaimed,
2471                                         unsigned long nr_scanned,
2472                                         struct scan_control *sc)
2473 {
2474         unsigned long pages_for_compaction;
2475         unsigned long inactive_lru_pages;
2476         int z;
2477
2478         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2479         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2480                 return false;
2481
2482         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2483         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2484                 /*
2485                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2486                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2487                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2488                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2489                  */
2490                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2491                         return false;
2492         } else {
2493                 /*
2494                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2495                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2496                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2497                  * pages that were scanned. This will return to the
2498                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2499                  * the resulting allocation attempt fails
2500                  */
2501                 if (!nr_reclaimed)
2502                         return false;
2503         }
2504
2505         /*
2506          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2507          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2508          */
2509         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2510         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2511         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2512                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2513         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2514                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2515                 return true;
2516
2517         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2518         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2519                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2520                 if (!managed_zone(zone))
2521                         continue;
2522
2523                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2524                 case COMPACT_SUCCESS:
2525                 case COMPACT_CONTINUE:
2526                         return false;
2527                 default:
2528                         /* check next zone */
2529                         ;
2530                 }
2531         }
2532         return true;
2533 }
2534
2535 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2536 {
2537         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2538         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2539         bool reclaimable = false;
2540
2541         do {
2542                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2543                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2544                         .pgdat = pgdat,
2545                         .priority = sc->priority,
2546                 };
2547                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2548                 struct mem_cgroup *memcg;
2549
2550                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2551                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2552
2553                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2554                 do {
2555                         unsigned long lru_pages;
2556                         unsigned long reclaimed;
2557                         unsigned long scanned;
2558
2559                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2560                                 if (!sc->may_thrash)
2561                                         continue;
2562                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2563                         }
2564
2565                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2566                         scanned = sc->nr_scanned;
2567
2568                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2569                         node_lru_pages += lru_pages;
2570
2571                         if (memcg)
2572                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2573                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2574                                             lru_pages);
2575
2576                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2577                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2578                                    sc->nr_scanned - scanned,
2579                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2580
2581                         /*
2582                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2583                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2584                          * node.
2585                          *
2586                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2587                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2588                          * retry with decreasing priority if one round over the
2589                          * whole hierarchy is not sufficient.
2590                          */
2591                         if (!global_reclaim(sc) &&
2592                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2593                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2594                                 break;
2595                         }
2596                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2597
2598                 /*
2599                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2600                  * the eligible LRU pages were scanned.
2601                  */
2602                 if (global_reclaim(sc))
2603                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2604                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2605                                     node_lru_pages);
2606
2607                 if (reclaim_state) {
2608                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2609                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2610                 }
2611
2612                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2613                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2614                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2615                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2616
2617                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2618                         reclaimable = true;
2619
2620         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2621                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2622
2623         return reclaimable;
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2628  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2629  * should reclaim first.
2630  */
2631 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2632 {
2633         unsigned long watermark;
2634         enum compact_result suitable;
2635
2636         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2637         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2638                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2639                 return true;
2640         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2641                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2642                 return false;
2643
2644         /*
2645          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2646          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2647          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2648          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2649          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2650          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2651          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2652          */
2653         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2654
2655         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2656 }
2657
2658 /*
2659  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2660  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2661  * request.
2662  *
2663  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2664  * scan then give up on it.
2665  */
2666 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2667 {
2668         struct zoneref *z;
2669         struct zone *zone;
2670         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2671         unsigned long nr_soft_scanned;
2672         gfp_t orig_mask;
2673         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2674
2675         /*
2676          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2677          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2678          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2679          */
2680         orig_mask = sc->gfp_mask;
2681         if (buffer_heads_over_limit) {
2682                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2683                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2684         }
2685
2686         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2687                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2688                 /*
2689                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2690                  * to global LRU.
2691                  */
2692                 if (global_reclaim(sc)) {
2693                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2694                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2695                                 continue;
2696
2697                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2698                             !pgdat_reclaimable(zone->zone_pgdat))
2699                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2700
2701                         /*
2702                          * If we already have plenty of memory free for
2703                          * compaction in this zone, don't free any more.
2704                          * Even though compaction is invoked for any
2705                          * non-zero order, only frequent costly order
2706                          * reclamation is disruptive enough to become a
2707                          * noticeable problem, like transparent huge
2708                          * page allocations.
2709                          */
2710                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2711                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2712                             compaction_ready(zone, sc)) {
2713                                 sc->compaction_ready = true;
2714                                 continue;
2715                         }
2716
2717                         /*
2718                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2719                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2720                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2721                          * the user prefers lower zones being preserved.
2722                          */
2723                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2724                                 continue;
2725
2726                         /*
2727                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2728                          * and returns the number of reclaimed pages and
2729                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2730                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2731                          */
2732                         nr_soft_scanned = 0;
2733                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2734                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2735                                                 &nr_soft_scanned);
2736                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2737                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2738                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2739                 }
2740
2741                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2742                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2743                         continue;
2744                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2745                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2746         }
2747
2748         /*
2749          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2750          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2751          */
2752         sc->gfp_mask = orig_mask;
2753 }
2754
2755 /*
2756  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2757  *
2758  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2759  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2760  *
2761  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2762  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2763  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2764  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2765  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2766  * work, and the allocation attempt will fail.
2767  *
2768  * returns:     0, if no pages reclaimed
2769  *              else, the number of pages reclaimed
2770  */
2771 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2772                                           struct scan_control *sc)
2773 {
2774         int initial_priority = sc->priority;
2775         unsigned long total_scanned = 0;
2776         unsigned long writeback_threshold;
2777 retry:
2778         delayacct_freepages_start();
2779
2780         if (global_reclaim(sc))
2781                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2782
2783         do {
2784                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2785                                 sc->priority);
2786                 sc->nr_scanned = 0;
2787                 shrink_zones(zonelist, sc);
2788
2789                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2790                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2791                         break;
2792
2793                 if (sc->compaction_ready)
2794                         break;
2795
2796                 /*
2797                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2798                  * writepage even in laptop mode.
2799                  */
2800                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2801                         sc->may_writepage = 1;
2802
2803                 /*
2804                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2805                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2806                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2807                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2808                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2809                  */
2810                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2811                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2812                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2813                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2814                         sc->may_writepage = 1;
2815                 }
2816         } while (--sc->priority >= 0);
2817
2818         delayacct_freepages_end();
2819
2820         if (sc->nr_reclaimed)
2821                 return sc->nr_reclaimed;
2822
2823         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2824         if (sc->compaction_ready)
2825                 return 1;
2826
2827         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2828         if (!sc->may_thrash) {
2829                 sc->priority = initial_priority;
2830                 sc->may_thrash = 1;
2831                 goto retry;
2832         }
2833
2834         return 0;
2835 }
2836
2837 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2838 {
2839         struct zone *zone;
2840         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2841         unsigned long free_pages = 0;
2842         int i;
2843         bool wmark_ok;
2844
2845         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2846                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2847                 if (!managed_zone(zone) ||
2848                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2849                         continue;
2850
2851                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2852                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2853         }
2854
2855         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2856         if (!pfmemalloc_reserve)
2857                 return true;
2858
2859         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2860
2861         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2862         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2863                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2864                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2865                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2866         }
2867
2868         return wmark_ok;
2869 }
2870
2871 /*
2872  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2873  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2874  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2875  * when the low watermark is reached.
2876  *
2877  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2878  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2879  */
2880 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2881                                         nodemask_t *nodemask)
2882 {
2883         struct zoneref *z;
2884         struct zone *zone;
2885         pg_data_t *pgdat = NULL;
2886
2887         /*
2888          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2889          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2890          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2891          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2892          * processes to block on log_wait_commit().
2893          */
2894         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2895                 goto out;
2896
2897         /*
2898          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2899          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2900          */
2901         if (fatal_signal_pending(current))
2902                 goto out;
2903
2904         /*
2905          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2906          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2907          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2908          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2909          *
2910          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2911          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2912          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2913          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2914          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2915          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2916          * should make reasonable progress.
2917          */
2918         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2919                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2920                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2921                         continue;
2922
2923                 /* Throttle based on the first usable node */
2924                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2925                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2926                         goto out;
2927                 break;
2928         }
2929
2930         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2931         if (!pgdat)
2932                 goto out;
2933
2934         /* Account for the throttling */
2935         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2936
2937         /*
2938          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2939          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2940          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2941          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2942          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2943          * second before continuing.
2944          */
2945         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2946                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2947                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2948
2949                 goto check_pending;
2950         }
2951
2952         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2953         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2954                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2955
2956 check_pending:
2957         if (fatal_signal_pending(current))
2958                 return true;
2959
2960 out:
2961         return false;
2962 }
2963
2964 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2965                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2966 {
2967         unsigned long nr_reclaimed;
2968         struct scan_control sc = {
2969                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2970                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2971                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2972                 .order = order,
2973                 .nodemask = nodemask,
2974                 .priority = DEF_PRIORITY,
2975                 .may_writepage = !laptop_mode,
2976                 .may_unmap = 1,
2977                 .may_swap = 1,
2978         };
2979
2980         /*
2981          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2982          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2983          * point.
2984          */
2985         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2986                 return 1;
2987
2988         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2989                                 sc.may_writepage,
2990                                 gfp_mask,
2991                                 sc.reclaim_idx);
2992
2993         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2994
2995         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2996
2997         return nr_reclaimed;
2998 }
2999
3000 #ifdef CONFIG_MEMCG
3001
3002 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
3003                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
3004                                                 pg_data_t *pgdat,
3005                                                 unsigned long *nr_scanned)
3006 {
3007         struct scan_control sc = {
3008                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3009                 .target_mem_cgroup = memcg,
3010                 .may_writepage = !laptop_mode,
3011                 .may_unmap = 1,
3012                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3013                 .may_swap = !noswap,
3014         };
3015         unsigned long lru_pages;
3016
3017         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3018                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3019
3020         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3021                                                       sc.may_writepage,
3022                                                       sc.gfp_mask,
3023                                                       sc.reclaim_idx);
3024
3025         /*
3026          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3027          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3028          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3029          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3030          * the priority and make it zero.
3031          */
3032         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3033
3034         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3035
3036         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3037         return sc.nr_reclaimed;
3038 }
3039
3040 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3041                                            unsigned long nr_pages,
3042                                            gfp_t gfp_mask,
3043                                            bool may_swap)
3044 {
3045         struct zonelist *zonelist;
3046         unsigned long nr_reclaimed;
3047         int nid;
3048         struct scan_control sc = {
3049                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3050                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3051                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3052                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3053                 .target_mem_cgroup = memcg,
3054                 .priority = DEF_PRIORITY,
3055                 .may_writepage = !laptop_mode,
3056                 .may_unmap = 1,
3057                 .may_swap = may_swap,
3058         };
3059
3060         /*
3061          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3062          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3063          * scan does not need to be the current node.
3064          */
3065         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3066
3067         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3068
3069         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3070                                             sc.may_writepage,
3071                                             sc.gfp_mask,
3072                                             sc.reclaim_idx);
3073
3074         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3075         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3076         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3077
3078         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3079
3080         return nr_reclaimed;
3081 }
3082 #endif
3083
3084 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3085                                 struct scan_control *sc)
3086 {
3087         struct mem_cgroup *memcg;
3088
3089         if (!total_swap_pages)
3090                 return;
3091
3092         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3093         do {
3094                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3095
3096                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
3097                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3098                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3099
3100                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3101         } while (memcg);
3102 }
3103
3104 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3105 {
3106         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3107
3108         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3109                 return false;
3110
3111         /*
3112          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3113          * to be congested or dirty
3114          */
3115         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3116         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3117
3118         return true;
3119 }
3120
3121 /*
3122  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3123  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3124  *
3125  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3126  */
3127 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3128 {
3129         int i;
3130
3131         /*
3132          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3133          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3134          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3135          * throttled. There is also a potential race if processes get
3136          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3137          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3138          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3139          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3140          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3141          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3142          * that here we are under prepare_to_wait().
3143          */
3144         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3145                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3146
3147         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3148                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3149
3150                 if (!managed_zone(zone))
3151                         continue;
3152
3153                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3154                         return false;
3155         }
3156
3157         return true;
3158 }
3159
3160 /*
3161  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3162  * zone that is currently unbalanced.
3163  *
3164  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3165  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3166  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3167  */
3168 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3169                                struct scan_control *sc)
3170 {
3171         struct zone *zone;
3172         int z;
3173
3174         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3175         sc->nr_to_reclaim = 0;
3176         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3177                 zone = pgdat->node_zones + z;
3178                 if (!managed_zone(zone))
3179                         continue;
3180
3181                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3182         }
3183
3184         /*
3185          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3186          * now pressure is applied based on node LRU order.
3187          */
3188         shrink_node(pgdat, sc);
3189
3190         /*
3191          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3192          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3193          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3194          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3195          * can direct reclaim/compact.
3196          */
3197         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3198                 sc->order = 0;
3199
3200         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3201 }
3202
3203 /*
3204  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3205  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3206  * balanced.
3207  *
3208  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3209  *
3210  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3211  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3212  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3213  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3214  * balanced.
3215  */
3216 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3217 {
3218         int i;
3219         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3220         unsigned long nr_soft_scanned;
3221         struct zone *zone;
3222         struct scan_control sc = {
3223                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3224                 .order = order,
3225                 .priority = DEF_PRIORITY,
3226                 .may_writepage = !laptop_mode,
3227                 .may_unmap = 1,
3228                 .may_swap = 1,
3229         };
3230         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3231
3232         do {
3233                 bool raise_priority = true;
3234
3235                 sc.nr_reclaimed = 0;
3236                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3237
3238                 /*
3239                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3240                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3241                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3242                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3243                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3244                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3245                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3246                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3247                  */
3248                 if (buffer_heads_over_limit) {
3249                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3250                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3251                                 if (!managed_zone(zone))
3252                                         continue;
3253
3254                                 sc.reclaim_idx = i;
3255                                 break;
3256                         }
3257                 }
3258
3259                 /*
3260                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3261                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3262                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3263                  * cleared during a very small window when a small low
3264                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3265                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3266                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3267                  * it.
3268                  */
3269                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3270                         zone = pgdat->node_zones + i;
3271                         if (!managed_zone(zone))
3272                                 continue;
3273
3274                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3275                                 goto out;
3276                 }
3277
3278                 /*
3279                  * Do some background aging of the anon list, to give
3280                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3281                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3282                  * about consistent aging.
3283                  */
3284                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3285
3286                 /*
3287                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3288                  * even in laptop mode.
3289                  */
3290                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3291                         sc.may_writepage = 1;
3292
3293                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3294                 sc.nr_scanned = 0;
3295                 nr_soft_scanned = 0;
3296                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3297                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3298                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3299
3300                 /*
3301                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3302                  * enough pages are already being scanned that that high
3303                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3304                  */
3305                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3306                         raise_priority = false;
3307
3308                 /*
3309                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3310                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3311                  * able to safely make forward progress. Wake them
3312                  */
3313                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3314                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3315                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3316
3317                 /* Check if kswapd should be suspending */
3318                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3319                         break;
3320
3321                 /*
3322                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3323                  * progress in reclaiming pages
3324                  */
3325                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3326                         sc.priority--;
3327         } while (sc.priority >= 1);
3328
3329 out:
3330         /*
3331          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3332          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3333          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3334          * remain at the higher level.
3335          */
3336         return sc.order;
3337 }
3338
3339 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3340                                 unsigned int classzone_idx)
3341 {
3342         long remaining = 0;
3343         DEFINE_WAIT(wait);
3344
3345         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3346                 return;
3347
3348         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3349
3350         /* Try to sleep for a short interval */
3351         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3352                 /*
3353                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3354                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3355                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3356                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3357                  */
3358                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3359
3360                 /*
3361                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3362                  * allocation of the requested order possible.
3363                  */
3364                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3365
3366                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3367
3368                 /*
3369                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3370                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3371                  * the previous request that slept prematurely.
3372                  */
3373                 if (remaining) {
3374                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3375                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3376                 }
3377
3378                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3379                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3380         }
3381
3382         /*
3383          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3384          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3385          */
3386         if (!remaining &&
3387             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3388                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3389
3390                 /*
3391                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3392                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3393                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3394                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3395                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3396                  * them before going back to sleep.
3397                  */
3398                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3399
3400                 if (!kthread_should_stop())
3401                         schedule();
3402
3403                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3404         } else {
3405                 if (remaining)
3406                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3407                 else
3408                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3409         }
3410         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3411 }
3412
3413 /*
3414  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3415  * from the init process.
3416  *
3417  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3418  * free memory available even if there is no other activity
3419  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3420  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3421  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3422  *
3423  * If there are applications that are active memory-allocators
3424  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3425  */
3426 static int kswapd(void *p)
3427 {
3428         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3429         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3430         struct task_struct *tsk = current;
3431
3432         struct reclaim_state reclaim_state = {
3433                 .reclaimed_slab = 0,
3434         };
3435         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3436
3437         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3438
3439         if (!cpumask_empty(cpumask))
3440                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3441         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3442
3443         /*
3444          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3445          * and that if we need more memory we should get access to it
3446          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3447          * never get caught in the normal page freeing logic.
3448          *
3449          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3450          * you need a small amount of memory in order to be able to
3451          * page out something else, and this flag essentially protects
3452          * us from recursively trying to free more memory as we're
3453          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3454          */
3455         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3456         set_freezable();
3457
3458         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3459         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3460         for ( ; ; ) {
3461                 bool ret;
3462
3463 kswapd_try_sleep:
3464                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3465                                         classzone_idx);
3466
3467                 /* Read the new order and classzone_idx */
3468                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3469                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3470                 pgdat->kswapd_order = 0;
3471                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3472
3473                 ret = try_to_freeze();
3474                 if (kthread_should_stop())
3475                         break;
3476
3477                 /*
3478                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3479                  * after returning from the refrigerator
3480                  */
3481                 if (ret)
3482                         continue;
3483
3484                 /*
3485                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3486                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3487                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3488                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3489                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3490                  * request (alloc_order).
3491                  */
3492                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3493                                                 alloc_order);
3494                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3495                 if (reclaim_order < alloc_order)
3496                         goto kswapd_try_sleep;
3497
3498                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3499                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3500         }
3501
3502         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3503         current->reclaim_state = NULL;
3504         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3505
3506         return 0;
3507 }
3508
3509 /*
3510  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3511  */
3512 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3513 {
3514         pg_data_t *pgdat;
3515         int z;
3516
3517         if (!managed_zone(zone))
3518                 return;
3519
3520         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3521                 return;
3522         pgdat = zone->zone_pgdat;
3523         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3524         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3525         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3526                 return;
3527
3528         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3529         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3530                 zone = pgdat->node_zones + z;
3531                 if (!managed_zone(zone))
3532                         continue;
3533
3534                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3535                         return;
3536         }
3537
3538         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3539         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3540 }
3541
3542 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3543 /*
3544  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3545  * freed pages.
3546  *
3547  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3548  * LRU order by reclaiming preferentially
3549  * inactive > active > active referenced > active mapped
3550  */
3551 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3552 {
3553         struct reclaim_state reclaim_state;
3554         struct scan_control sc = {
3555                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3556                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3557                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3558                 .priority = DEF_PRIORITY,
3559                 .may_writepage = 1,
3560                 .may_unmap = 1,
3561                 .may_swap = 1,
3562                 .hibernation_mode = 1,
3563         };
3564         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3565         struct task_struct *p = current;
3566         unsigned long nr_reclaimed;
3567
3568         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3569         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3570         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3571         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3572
3573         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3574
3575         p->reclaim_state = NULL;
3576         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3577         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3578
3579         return nr_reclaimed;
3580 }
3581 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3582
3583 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3584    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3585    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3586    restore their cpu bindings. */
3587 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3588 {
3589         int nid;
3590
3591         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3592                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3593                 const struct cpumask *mask;
3594
3595                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3596
3597                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3598                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3599                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3600         }
3601         return 0;
3602 }
3603
3604 /*
3605  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3606  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3607  */
3608 int kswapd_run(int nid)
3609 {
3610         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3611         int ret = 0;
3612
3613         if (pgdat->kswapd)
3614                 return 0;
3615
3616         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3617         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3618                 /* failure at boot is fatal */
3619                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3620                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3621                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3622                 pgdat->kswapd = NULL;
3623         }
3624         return ret;
3625 }
3626
3627 /*
3628  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3629  * hold mem_hotplug_begin/end().
3630  */
3631 void kswapd_stop(int nid)
3632 {
3633         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3634
3635         if (kswapd) {
3636                 kthread_stop(kswapd);
3637                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3638         }
3639 }
3640
3641 static int __init kswapd_init(void)
3642 {
3643         int nid, ret;
3644
3645         swap_setup();
3646         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3647                 kswapd_run(nid);
3648         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3649                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3650                                         NULL);
3651         WARN_ON(ret < 0);
3652         return 0;
3653 }
3654
3655 module_init(kswapd_init)
3656
3657 #ifdef CONFIG_NUMA
3658 /*
3659  * Node reclaim mode
3660  *
3661  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3662  * the watermarks.
3663  */
3664 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3665
3666 #define RECLAIM_OFF 0
3667 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3668 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3669 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3670
3671 /*
3672  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3673  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3674  * a zone.
3675  */
3676 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3677
3678 /*
3679  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3680  * occur.
3681  */
3682 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3683
3684 /*
3685  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3686  * slab reclaim needs to occur.
3687  */
3688 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3689
3690 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3691 {
3692         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3693         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3694                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3695
3696         /*
3697          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3698          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3699          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3700          */
3701         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3702 }
3703
3704 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3705 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3706 {
3707         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3708         unsigned long delta = 0;
3709
3710         /*
3711          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3712          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3713          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3714          * a better estimate
3715          */
3716         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3717                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3718         else
3719                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3720
3721         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3722         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3723                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3724
3725         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3726         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3727                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3728
3729         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3730 }
3731
3732 /*
3733  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3734  */
3735 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3736 {
3737         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3738         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3739         struct task_struct *p = current;
3740         struct reclaim_state reclaim_state;
3741         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3742         struct scan_control sc = {
3743                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3744                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3745                 .order = order,
3746                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3747                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3748                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3749                 .may_swap = 1,
3750                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3751         };
3752
3753         cond_resched();
3754         /*
3755          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3756          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3757          * and RECLAIM_UNMAP.
3758          */
3759         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3760         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3761         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3762         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3763
3764         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3765                 /*
3766                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3767                  * priorities until we have enough memory freed.
3768                  */
3769                 do {
3770                         shrink_node(pgdat, &sc);
3771                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3772         }
3773
3774         p->reclaim_state = NULL;
3775         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3776         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3777         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3778 }
3779
3780 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3781 {
3782         int ret;
3783
3784         /*
3785          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3786          * slab pages if we are over the defined limits.
3787          *
3788          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3789          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3790          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3791          * if less than a specified percentage of the node is used by
3792          * unmapped file backed pages.
3793          */
3794         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3795             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3796                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3797
3798         if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
3799                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3800
3801         /*
3802          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3803          */
3804         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3805                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3806
3807         /*
3808          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3809          * have associated processors. This will favor the local processor
3810          * over remote processors and spread off node memory allocations
3811          * as wide as possible.
3812          */
3813         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3814                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3815
3816         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3817                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3818
3819         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3820         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3821
3822         if (!ret)
3823                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3824
3825         return ret;
3826 }
3827 #endif
3828
3829 /*
3830  * page_evictable - test whether a page is evictable
3831  * @page: the page to test
3832  *
3833  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3834  * lists vs unevictable list.
3835  *
3836  * Reasons page might not be evictable:
3837  * (1) page's mapping marked unevictable
3838  * (2) page is part of an mlocked VMA
3839  *
3840  */
3841 int page_evictable(struct page *page)
3842 {
3843         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3844 }
3845
3846 #ifdef CONFIG_SHMEM
3847 /**
3848  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3849  * @pages:      array of pages to check
3850  * @nr_pages:   number of pages to check
3851  *
3852  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3853  *
3854  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3855  */
3856 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3857 {
3858         struct lruvec *lruvec;
3859         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3860         int pgscanned = 0;
3861         int pgrescued = 0;
3862         int i;
3863
3864         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3865                 struct page *page = pages[i];
3866                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3867
3868                 pgscanned++;
3869                 if (pagepgdat != pgdat) {
3870                         if (pgdat)
3871                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3872                         pgdat = pagepgdat;
3873                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3874                 }
3875                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3876
3877                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3878                         continue;
3879
3880                 if (page_evictable(page)) {
3881                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3882
3883                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3884                         ClearPageUnevictable(page);
3885                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3886                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3887                         pgrescued++;
3888                 }
3889         }
3890
3891         if (pgdat) {
3892                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3893                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3894                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3895         }
3896 }
3897 #endif /* CONFIG_SHMEM */