Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/net
[sfrench/cifs-2.6.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 /*
246  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
247  */
248 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
249 {
250         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
251
252         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
253                 size *= nr_node_ids;
254
255         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
256         if (!shrinker->nr_deferred)
257                 return -ENOMEM;
258
259         down_write(&shrinker_rwsem);
260         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
261         up_write(&shrinker_rwsem);
262         return 0;
263 }
264 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
265
266 /*
267  * Remove one
268  */
269 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
270 {
271         down_write(&shrinker_rwsem);
272         list_del(&shrinker->list);
273         up_write(&shrinker_rwsem);
274         kfree(shrinker->nr_deferred);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
277
278 #define SHRINK_BATCH 128
279
280 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
281                                     struct shrinker *shrinker,
282                                     unsigned long nr_scanned,
283                                     unsigned long nr_eligible)
284 {
285         unsigned long freed = 0;
286         unsigned long long delta;
287         long total_scan;
288         long freeable;
289         long nr;
290         long new_nr;
291         int nid = shrinkctl->nid;
292         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
293                                           : SHRINK_BATCH;
294         long scanned = 0, next_deferred;
295
296         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
297         if (freeable == 0)
298                 return 0;
299
300         /*
301          * copy the current shrinker scan count into a local variable
302          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
303          * don't also do this scanning work.
304          */
305         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
306
307         total_scan = nr;
308         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
309         delta *= freeable;
310         do_div(delta, nr_eligible + 1);
311         total_scan += delta;
312         if (total_scan < 0) {
313                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
314                        shrinker->scan_objects, total_scan);
315                 total_scan = freeable;
316                 next_deferred = nr;
317         } else
318                 next_deferred = total_scan;
319
320         /*
321          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
322          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
323          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
324          * nr being built up so when a shrink that can do some work
325          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
326          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
327          * memory.
328          *
329          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
330          * a large delta change is calculated directly.
331          */
332         if (delta < freeable / 4)
333                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
334
335         /*
336          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
337          * never try to free more than twice the estimate number of
338          * freeable entries.
339          */
340         if (total_scan > freeable * 2)
341                 total_scan = freeable * 2;
342
343         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
344                                    nr_scanned, nr_eligible,
345                                    freeable, delta, total_scan);
346
347         /*
348          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
349          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
350          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
351          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
352          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
353          * objects spread over several slabs with usage less than the
354          * batch_size.
355          *
356          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
357          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
358          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
359          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
360          * possible.
361          */
362         while (total_scan >= batch_size ||
363                total_scan >= freeable) {
364                 unsigned long ret;
365                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
366
367                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
368                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
369                 if (ret == SHRINK_STOP)
370                         break;
371                 freed += ret;
372
373                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
374                 total_scan -= nr_to_scan;
375                 scanned += nr_to_scan;
376
377                 cond_resched();
378         }
379
380         if (next_deferred >= scanned)
381                 next_deferred -= scanned;
382         else
383                 next_deferred = 0;
384         /*
385          * move the unused scan count back into the shrinker in a
386          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
387          * scan, there is no need to do an update.
388          */
389         if (next_deferred > 0)
390                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
391                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
392         else
393                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
394
395         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
396         return freed;
397 }
398
399 /**
400  * shrink_slab - shrink slab caches
401  * @gfp_mask: allocation context
402  * @nid: node whose slab caches to target
403  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
404  * @nr_scanned: pressure numerator
405  * @nr_eligible: pressure denominator
406  *
407  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
408  *
409  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
410  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
411  *
412  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
413  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
414  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
415  * shrinkers are called.
416  *
417  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
418  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
419  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
420  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
421  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
422  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
423  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
424  *
425  * Returns the number of reclaimed slab objects.
426  */
427 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
428                                  struct mem_cgroup *memcg,
429                                  unsigned long nr_scanned,
430                                  unsigned long nr_eligible)
431 {
432         struct shrinker *shrinker;
433         unsigned long freed = 0;
434
435         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
436                 return 0;
437
438         if (nr_scanned == 0)
439                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
440
441         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
442                 /*
443                  * If we would return 0, our callers would understand that we
444                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
445                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
446                  * time.
447                  */
448                 freed = 1;
449                 goto out;
450         }
451
452         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
453                 struct shrink_control sc = {
454                         .gfp_mask = gfp_mask,
455                         .nid = nid,
456                         .memcg = memcg,
457                 };
458
459                 /*
460                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
461                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
462                  * passing NULL for memcg.
463                  */
464                 if (memcg_kmem_enabled() &&
465                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
466                         continue;
467
468                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
469                         sc.nid = 0;
470
471                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
472         }
473
474         up_read(&shrinker_rwsem);
475 out:
476         cond_resched();
477         return freed;
478 }
479
480 void drop_slab_node(int nid)
481 {
482         unsigned long freed;
483
484         do {
485                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
486
487                 freed = 0;
488                 do {
489                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
490                                              1000, 1000);
491                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
492         } while (freed > 10);
493 }
494
495 void drop_slab(void)
496 {
497         int nid;
498
499         for_each_online_node(nid)
500                 drop_slab_node(nid);
501 }
502
503 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
504 {
505         /*
506          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
507          * that isolated the page, the page cache radix tree and
508          * optional buffer heads at page->private.
509          */
510         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
511 }
512
513 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
514 {
515         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
516                 return 1;
517         if (!inode_write_congested(inode))
518                 return 1;
519         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
520                 return 1;
521         return 0;
522 }
523
524 /*
525  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
526  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
527  * fsync(), msync() or close().
528  *
529  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
530  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
531  * that page is locked, the mapping is pinned.
532  *
533  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
534  * __GFP_FS.
535  */
536 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
537                                 struct page *page, int error)
538 {
539         lock_page(page);
540         if (page_mapping(page) == mapping)
541                 mapping_set_error(mapping, error);
542         unlock_page(page);
543 }
544
545 /* possible outcome of pageout() */
546 typedef enum {
547         /* failed to write page out, page is locked */
548         PAGE_KEEP,
549         /* move page to the active list, page is locked */
550         PAGE_ACTIVATE,
551         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
552         PAGE_SUCCESS,
553         /* page is clean and locked */
554         PAGE_CLEAN,
555 } pageout_t;
556
557 /*
558  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
559  * Calls ->writepage().
560  */
561 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
562                          struct scan_control *sc)
563 {
564         /*
565          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
566          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
567          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
568          * stalls if we need to run get_block().  We could test
569          * PagePrivate for that.
570          *
571          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
572          * this page's queue, we can perform writeback even if that
573          * will block.
574          *
575          * If the page is swapcache, write it back even if that would
576          * block, for some throttling. This happens by accident, because
577          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
578          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
579          */
580         if (!is_page_cache_freeable(page))
581                 return PAGE_KEEP;
582         if (!mapping) {
583                 /*
584                  * Some data journaling orphaned pages can have
585                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
586                  */
587                 if (page_has_private(page)) {
588                         if (try_to_free_buffers(page)) {
589                                 ClearPageDirty(page);
590                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
591                                 return PAGE_CLEAN;
592                         }
593                 }
594                 return PAGE_KEEP;
595         }
596         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
597                 return PAGE_ACTIVATE;
598         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
599                 return PAGE_KEEP;
600
601         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
602                 int res;
603                 struct writeback_control wbc = {
604                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
605                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
606                         .range_start = 0,
607                         .range_end = LLONG_MAX,
608                         .for_reclaim = 1,
609                 };
610
611                 SetPageReclaim(page);
612                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
613                 if (res < 0)
614                         handle_write_error(mapping, page, res);
615                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
616                         ClearPageReclaim(page);
617                         return PAGE_ACTIVATE;
618                 }
619
620                 if (!PageWriteback(page)) {
621                         /* synchronous write or broken a_ops? */
622                         ClearPageReclaim(page);
623                 }
624                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
625                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
626                 return PAGE_SUCCESS;
627         }
628
629         return PAGE_CLEAN;
630 }
631
632 /*
633  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
634  * gets returned with a refcount of 0.
635  */
636 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
637                             bool reclaimed)
638 {
639         unsigned long flags;
640
641         BUG_ON(!PageLocked(page));
642         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
643
644         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
645         /*
646          * The non racy check for a busy page.
647          *
648          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
649          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
650          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
651          * here, then the following race may occur:
652          *
653          * get_user_pages(&page);
654          * [user mapping goes away]
655          * write_to(page);
656          *                              !PageDirty(page)    [good]
657          * SetPageDirty(page);
658          * put_page(page);
659          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
660          *
661          * [oops, our write_to data is lost]
662          *
663          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
664          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
665          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
666          *
667          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
668          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
669          */
670         if (!page_ref_freeze(page, 2))
671                 goto cannot_free;
672         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
673         if (unlikely(PageDirty(page))) {
674                 page_ref_unfreeze(page, 2);
675                 goto cannot_free;
676         }
677
678         if (PageSwapCache(page)) {
679                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
680                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
681                 __delete_from_swap_cache(page);
682                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
683                 swapcache_free(swap);
684         } else {
685                 void (*freepage)(struct page *);
686                 void *shadow = NULL;
687
688                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
689                 /*
690                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
691                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
692                  *
693                  * But don't store shadows in an address space that is
694                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
695                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
696                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
697                  * back.
698                  *
699                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
700                  * only page cache pages found in these are zero pages
701                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
702                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
703                  * same page_tree.
704                  */
705                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
706                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
707                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
708                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
709                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
710
711                 if (freepage != NULL)
712                         freepage(page);
713         }
714
715         return 1;
716
717 cannot_free:
718         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
719         return 0;
720 }
721
722 /*
723  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
724  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
725  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
726  * this page.
727  */
728 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
729 {
730         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
731                 /*
732                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
733                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
734                  * atomic operation.
735                  */
736                 page_ref_unfreeze(page, 1);
737                 return 1;
738         }
739         return 0;
740 }
741
742 /**
743  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
744  * @page: page to be put back to appropriate lru list
745  *
746  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
747  * Page may still be unevictable for other reasons.
748  *
749  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
750  */
751 void putback_lru_page(struct page *page)
752 {
753         bool is_unevictable;
754         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
755
756         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
757
758 redo:
759         ClearPageUnevictable(page);
760
761         if (page_evictable(page)) {
762                 /*
763                  * For evictable pages, we can use the cache.
764                  * In event of a race, worst case is we end up with an
765                  * unevictable page on [in]active list.
766                  * We know how to handle that.
767                  */
768                 is_unevictable = false;
769                 lru_cache_add(page);
770         } else {
771                 /*
772                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
773                  * list.
774                  */
775                 is_unevictable = true;
776                 add_page_to_unevictable_list(page);
777                 /*
778                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
779                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
780                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
781                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
782                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
783                  * the page back to the evictable list.
784                  *
785                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
786                  */
787                 smp_mb();
788         }
789
790         /*
791          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
792          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
793          * check after we added it to the list, again.
794          */
795         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
796                 if (!isolate_lru_page(page)) {
797                         put_page(page);
798                         goto redo;
799                 }
800                 /* This means someone else dropped this page from LRU
801                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
802                  * nothing to do here.
803                  */
804         }
805
806         if (was_unevictable && !is_unevictable)
807                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
808         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
809                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
810
811         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
812 }
813
814 enum page_references {
815         PAGEREF_RECLAIM,
816         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
817         PAGEREF_KEEP,
818         PAGEREF_ACTIVATE,
819 };
820
821 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
822                                                   struct scan_control *sc)
823 {
824         int referenced_ptes, referenced_page;
825         unsigned long vm_flags;
826
827         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
828                                           &vm_flags);
829         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
830
831         /*
832          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
833          * move the page to the unevictable list.
834          */
835         if (vm_flags & VM_LOCKED)
836                 return PAGEREF_RECLAIM;
837
838         if (referenced_ptes) {
839                 if (PageSwapBacked(page))
840                         return PAGEREF_ACTIVATE;
841                 /*
842                  * All mapped pages start out with page table
843                  * references from the instantiating fault, so we need
844                  * to look twice if a mapped file page is used more
845                  * than once.
846                  *
847                  * Mark it and spare it for another trip around the
848                  * inactive list.  Another page table reference will
849                  * lead to its activation.
850                  *
851                  * Note: the mark is set for activated pages as well
852                  * so that recently deactivated but used pages are
853                  * quickly recovered.
854                  */
855                 SetPageReferenced(page);
856
857                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
858                         return PAGEREF_ACTIVATE;
859
860                 /*
861                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
862                  */
863                 if (vm_flags & VM_EXEC)
864                         return PAGEREF_ACTIVATE;
865
866                 return PAGEREF_KEEP;
867         }
868
869         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
870         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
871                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
872
873         return PAGEREF_RECLAIM;
874 }
875
876 /* Check if a page is dirty or under writeback */
877 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
878                                        bool *dirty, bool *writeback)
879 {
880         struct address_space *mapping;
881
882         /*
883          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
884          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
885          */
886         if (!page_is_file_cache(page)) {
887                 *dirty = false;
888                 *writeback = false;
889                 return;
890         }
891
892         /* By default assume that the page flags are accurate */
893         *dirty = PageDirty(page);
894         *writeback = PageWriteback(page);
895
896         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
897         if (!page_has_private(page))
898                 return;
899
900         mapping = page_mapping(page);
901         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
902                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
903 }
904
905 /*
906  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
907  */
908 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
909                                       struct pglist_data *pgdat,
910                                       struct scan_control *sc,
911                                       enum ttu_flags ttu_flags,
912                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
913                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
914                                       unsigned long *ret_nr_congested,
915                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
916                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
917                                       bool force_reclaim)
918 {
919         LIST_HEAD(ret_pages);
920         LIST_HEAD(free_pages);
921         int pgactivate = 0;
922         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
923         unsigned long nr_dirty = 0;
924         unsigned long nr_congested = 0;
925         unsigned long nr_reclaimed = 0;
926         unsigned long nr_writeback = 0;
927         unsigned long nr_immediate = 0;
928
929         cond_resched();
930
931         while (!list_empty(page_list)) {
932                 struct address_space *mapping;
933                 struct page *page;
934                 int may_enter_fs;
935                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
936                 bool dirty, writeback;
937                 bool lazyfree = false;
938                 int ret = SWAP_SUCCESS;
939
940                 cond_resched();
941
942                 page = lru_to_page(page_list);
943                 list_del(&page->lru);
944
945                 if (!trylock_page(page))
946                         goto keep;
947
948                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
949
950                 sc->nr_scanned++;
951
952                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
953                         goto cull_mlocked;
954
955                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
956                         goto keep_locked;
957
958                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
959                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
960                         sc->nr_scanned++;
961
962                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
963                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
964
965                 /*
966                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
967                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
968                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
969                  * is all dirty unqueued pages.
970                  */
971                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
972                 if (dirty || writeback)
973                         nr_dirty++;
974
975                 if (dirty && !writeback)
976                         nr_unqueued_dirty++;
977
978                 /*
979                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
980                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
981                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
982                  * end of the LRU a second time.
983                  */
984                 mapping = page_mapping(page);
985                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
986                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
987                     (writeback && PageReclaim(page)))
988                         nr_congested++;
989
990                 /*
991                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
992                  * are three cases to consider.
993                  *
994                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
995                  *    under writeback and this page is both under writeback and
996                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
997                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
998                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
999                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1000                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1001                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1002                  *    caller can stall after page list has been processed.
1003                  *
1004                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1005                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1006                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1007                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1008                  *    reclaim and continue scanning.
1009                  *
1010                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1011                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1012                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1013                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1014                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1015                  *    would probably show more reasons.
1016                  *
1017                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1018                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1019                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1020                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1021                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1022                  */
1023                 if (PageWriteback(page)) {
1024                         /* Case 1 above */
1025                         if (current_is_kswapd() &&
1026                             PageReclaim(page) &&
1027                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1028                                 nr_immediate++;
1029                                 goto keep_locked;
1030
1031                         /* Case 2 above */
1032                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1033                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1034                                 /*
1035                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1036                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1037                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1038                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1039                                  * enough to care.  What we do want is for this
1040                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1041                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1042                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1043                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1044                                  */
1045                                 SetPageReclaim(page);
1046                                 nr_writeback++;
1047                                 goto keep_locked;
1048
1049                         /* Case 3 above */
1050                         } else {
1051                                 unlock_page(page);
1052                                 wait_on_page_writeback(page);
1053                                 /* then go back and try same page again */
1054                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1055                                 continue;
1056                         }
1057                 }
1058
1059                 if (!force_reclaim)
1060                         references = page_check_references(page, sc);
1061
1062                 switch (references) {
1063                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1064                         goto activate_locked;
1065                 case PAGEREF_KEEP:
1066                         goto keep_locked;
1067                 case PAGEREF_RECLAIM:
1068                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1069                         ; /* try to reclaim the page below */
1070                 }
1071
1072                 /*
1073                  * Anonymous process memory has backing store?
1074                  * Try to allocate it some swap space here.
1075                  */
1076                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1077                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1078                                 goto keep_locked;
1079                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1080                                 goto activate_locked;
1081                         lazyfree = true;
1082                         may_enter_fs = 1;
1083
1084                         /* Adding to swap updated mapping */
1085                         mapping = page_mapping(page);
1086                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1087                         /* Split file THP */
1088                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1089                                 goto keep_locked;
1090                 }
1091
1092                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1093
1094                 /*
1095                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1096                  * processes. Try to unmap it here.
1097                  */
1098                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1099                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1100                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1101                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1102                         case SWAP_FAIL:
1103                                 goto activate_locked;
1104                         case SWAP_AGAIN:
1105                                 goto keep_locked;
1106                         case SWAP_MLOCK:
1107                                 goto cull_mlocked;
1108                         case SWAP_LZFREE:
1109                                 goto lazyfree;
1110                         case SWAP_SUCCESS:
1111                                 ; /* try to free the page below */
1112                         }
1113                 }
1114
1115                 if (PageDirty(page)) {
1116                         /*
1117                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1118                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1119                          * if many dirty pages have been encountered.
1120                          */
1121                         if (page_is_file_cache(page) &&
1122                                         (!current_is_kswapd() ||
1123                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1124                                 /*
1125                                  * Immediately reclaim when written back.
1126                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1127                                  * except we already have the page isolated
1128                                  * and know it's dirty
1129                                  */
1130                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1131                                 SetPageReclaim(page);
1132
1133                                 goto keep_locked;
1134                         }
1135
1136                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1137                                 goto keep_locked;
1138                         if (!may_enter_fs)
1139                                 goto keep_locked;
1140                         if (!sc->may_writepage)
1141                                 goto keep_locked;
1142
1143                         /*
1144                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1145                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1146                          * starts and then write it out here.
1147                          */
1148                         try_to_unmap_flush_dirty();
1149                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1150                         case PAGE_KEEP:
1151                                 goto keep_locked;
1152                         case PAGE_ACTIVATE:
1153                                 goto activate_locked;
1154                         case PAGE_SUCCESS:
1155                                 if (PageWriteback(page))
1156                                         goto keep;
1157                                 if (PageDirty(page))
1158                                         goto keep;
1159
1160                                 /*
1161                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1162                                  * ahead and try to reclaim the page.
1163                                  */
1164                                 if (!trylock_page(page))
1165                                         goto keep;
1166                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1167                                         goto keep_locked;
1168                                 mapping = page_mapping(page);
1169                         case PAGE_CLEAN:
1170                                 ; /* try to free the page below */
1171                         }
1172                 }
1173
1174                 /*
1175                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1176                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1177                  * the page as well.
1178                  *
1179                  * We do this even if the page is PageDirty().
1180                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1181                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1182                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1183                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1184                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1185                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1186                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1187                  *
1188                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1189                  * the pages which were not successfully invalidated in
1190                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1191                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1192                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1193                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1194                  */
1195                 if (page_has_private(page)) {
1196                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1197                                 goto activate_locked;
1198                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1199                                 unlock_page(page);
1200                                 if (put_page_testzero(page))
1201                                         goto free_it;
1202                                 else {
1203                                         /*
1204                                          * rare race with speculative reference.
1205                                          * the speculative reference will free
1206                                          * this page shortly, so we may
1207                                          * increment nr_reclaimed here (and
1208                                          * leave it off the LRU).
1209                                          */
1210                                         nr_reclaimed++;
1211                                         continue;
1212                                 }
1213                         }
1214                 }
1215
1216 lazyfree:
1217                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1218                         goto keep_locked;
1219
1220                 /*
1221                  * At this point, we have no other references and there is
1222                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1223                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1224                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1225                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1226                  */
1227                 __ClearPageLocked(page);
1228 free_it:
1229                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1230                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1231
1232                 nr_reclaimed++;
1233
1234                 /*
1235                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1236                  * appear not as the counts should be low
1237                  */
1238                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1239                 continue;
1240
1241 cull_mlocked:
1242                 if (PageSwapCache(page))
1243                         try_to_free_swap(page);
1244                 unlock_page(page);
1245                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1246                 continue;
1247
1248 activate_locked:
1249                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1250                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1251                         try_to_free_swap(page);
1252                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1253                 SetPageActive(page);
1254                 pgactivate++;
1255 keep_locked:
1256                 unlock_page(page);
1257 keep:
1258                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1259                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1260         }
1261
1262         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1263         try_to_unmap_flush();
1264         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1265
1266         list_splice(&ret_pages, page_list);
1267         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1268
1269         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1270         *ret_nr_congested += nr_congested;
1271         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1272         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1273         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1274         return nr_reclaimed;
1275 }
1276
1277 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1278                                             struct list_head *page_list)
1279 {
1280         struct scan_control sc = {
1281                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1282                 .priority = DEF_PRIORITY,
1283                 .may_unmap = 1,
1284         };
1285         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1286         struct page *page, *next;
1287         LIST_HEAD(clean_pages);
1288
1289         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1290                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1291                     !__PageMovable(page)) {
1292                         ClearPageActive(page);
1293                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1294                 }
1295         }
1296
1297         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1298                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1299                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1300         list_splice(&clean_pages, page_list);
1301         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1302         return ret;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1307  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1308  * freed elsewhere are also ignored.
1309  *
1310  * page:        page to consider
1311  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1312  *
1313  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1314  */
1315 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1316 {
1317         int ret = -EINVAL;
1318
1319         /* Only take pages on the LRU. */
1320         if (!PageLRU(page))
1321                 return ret;
1322
1323         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1324         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1325                 return ret;
1326
1327         ret = -EBUSY;
1328
1329         /*
1330          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1331          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1332          * blocking - clean pages for the most part.
1333          *
1334          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1335          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1336          *
1337          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1338          * that it is possible to migrate without blocking
1339          */
1340         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1341                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1342                 if (PageWriteback(page))
1343                         return ret;
1344
1345                 if (PageDirty(page)) {
1346                         struct address_space *mapping;
1347
1348                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1349                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1350                                 return ret;
1351
1352                         /*
1353                          * Only pages without mappings or that have a
1354                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1355                          * without blocking
1356                          */
1357                         mapping = page_mapping(page);
1358                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1359                                 return ret;
1360                 }
1361         }
1362
1363         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1364                 return ret;
1365
1366         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1367                 /*
1368                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1369                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1370                  * page release code relies on it.
1371                  */
1372                 ClearPageLRU(page);
1373                 ret = 0;
1374         }
1375
1376         return ret;
1377 }
1378
1379
1380 /*
1381  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1382  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1383  */
1384 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1385                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken,
1386                         unsigned long nr_taken)
1387 {
1388         int zid;
1389
1390         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1391                 if (!nr_zone_taken[zid])
1392                         continue;
1393
1394                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1395         }
1396
1397 #ifdef CONFIG_MEMCG
1398         mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, -nr_taken);
1399 #endif
1400 }
1401
1402 /*
1403  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1404  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1405  * and working on them outside the LRU lock.
1406  *
1407  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1408  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1409  *
1410  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1411  *
1412  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1413  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1414  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1415  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1416  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1417  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1418  * @lru:        LRU list id for isolating
1419  *
1420  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1421  */
1422 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1423                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1424                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1425                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1426 {
1427         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1428         unsigned long nr_taken = 0;
1429         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1430         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1431         unsigned long scan, nr_pages;
1432         LIST_HEAD(pages_skipped);
1433
1434         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1435                                         !list_empty(src);) {
1436                 struct page *page;
1437
1438                 page = lru_to_page(src);
1439                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1440
1441                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1442
1443                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1444                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1445                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1446                         continue;
1447                 }
1448
1449                 /*
1450                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1451                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1452                  */
1453                 scan++;
1454
1455                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1456                 case 0:
1457                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1458                         nr_taken += nr_pages;
1459                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1460                         list_move(&page->lru, dst);
1461                         break;
1462
1463                 case -EBUSY:
1464                         /* else it is being freed elsewhere */
1465                         list_move(&page->lru, src);
1466                         continue;
1467
1468                 default:
1469                         BUG();
1470                 }
1471         }
1472
1473         /*
1474          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1475          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1476          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1477          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1478          * system at risk of premature OOM.
1479          */
1480         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1481                 int zid;
1482                 unsigned long total_skipped = 0;
1483
1484                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1485                         if (!nr_skipped[zid])
1486                                 continue;
1487
1488                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1489                         total_skipped += nr_skipped[zid];
1490                 }
1491
1492                 /*
1493                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1494                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1495                  * skipped pages as a full scan.
1496                  */
1497                 scan += list_empty(src) ? total_skipped : total_skipped >> 2;
1498
1499                 list_splice(&pages_skipped, src);
1500         }
1501         *nr_scanned = scan;
1502         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan, scan,
1503                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1504         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken, nr_taken);
1505         return nr_taken;
1506 }
1507
1508 /**
1509  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1510  * @page: page to isolate from its LRU list
1511  *
1512  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1513  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1514  *
1515  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1516  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1517  *
1518  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1519  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1520  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1521  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1522  *
1523  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1524  * found will be decremented.
1525  *
1526  * Restrictions:
1527  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1528  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1529  *     without a stable reference).
1530  * (2) the lru_lock must not be held.
1531  * (3) interrupts must be enabled.
1532  */
1533 int isolate_lru_page(struct page *page)
1534 {
1535         int ret = -EBUSY;
1536
1537         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1538         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1539
1540         if (PageLRU(page)) {
1541                 struct zone *zone = page_zone(page);
1542                 struct lruvec *lruvec;
1543
1544                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1545                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1546                 if (PageLRU(page)) {
1547                         int lru = page_lru(page);
1548                         get_page(page);
1549                         ClearPageLRU(page);
1550                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1551                         ret = 0;
1552                 }
1553                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1554         }
1555         return ret;
1556 }
1557
1558 /*
1559  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1560  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1561  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1562  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1563  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1564  */
1565 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1566                 struct scan_control *sc)
1567 {
1568         unsigned long inactive, isolated;
1569
1570         if (current_is_kswapd())
1571                 return 0;
1572
1573         if (!sane_reclaim(sc))
1574                 return 0;
1575
1576         if (file) {
1577                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1578                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1579         } else {
1580                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1581                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1582         }
1583
1584         /*
1585          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1586          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1587          * deadlock.
1588          */
1589         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1590                 inactive >>= 3;
1591
1592         return isolated > inactive;
1593 }
1594
1595 static noinline_for_stack void
1596 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1597 {
1598         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1599         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1600         LIST_HEAD(pages_to_free);
1601
1602         /*
1603          * Put back any unfreeable pages.
1604          */
1605         while (!list_empty(page_list)) {
1606                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1607                 int lru;
1608
1609                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1610                 list_del(&page->lru);
1611                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1612                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1613                         putback_lru_page(page);
1614                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1615                         continue;
1616                 }
1617
1618                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1619
1620                 SetPageLRU(page);
1621                 lru = page_lru(page);
1622                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1623
1624                 if (is_active_lru(lru)) {
1625                         int file = is_file_lru(lru);
1626                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1627                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1628                 }
1629                 if (put_page_testzero(page)) {
1630                         __ClearPageLRU(page);
1631                         __ClearPageActive(page);
1632                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1633
1634                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1635                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1636                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1637                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1638                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1639                         } else
1640                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1641                 }
1642         }
1643
1644         /*
1645          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1646          */
1647         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1648 }
1649
1650 /*
1651  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1652  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1653  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1654  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1655  */
1656 static int current_may_throttle(void)
1657 {
1658         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1659                 current->backing_dev_info == NULL ||
1660                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1661 }
1662
1663 static bool inactive_reclaimable_pages(struct lruvec *lruvec,
1664                                 struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1665 {
1666         int zid;
1667         struct zone *zone;
1668         int file = is_file_lru(lru);
1669         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1670
1671         if (!global_reclaim(sc))
1672                 return true;
1673
1674         for (zid = sc->reclaim_idx; zid >= 0; zid--) {
1675                 zone = &pgdat->node_zones[zid];
1676                 if (!managed_zone(zone))
1677                         continue;
1678
1679                 if (zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_LRU_BASE +
1680                                 LRU_FILE * file) >= SWAP_CLUSTER_MAX)
1681                         return true;
1682         }
1683
1684         return false;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1689  * of reclaimed pages
1690  */
1691 static noinline_for_stack unsigned long
1692 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1693                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1694 {
1695         LIST_HEAD(page_list);
1696         unsigned long nr_scanned;
1697         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1698         unsigned long nr_taken;
1699         unsigned long nr_dirty = 0;
1700         unsigned long nr_congested = 0;
1701         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1702         unsigned long nr_writeback = 0;
1703         unsigned long nr_immediate = 0;
1704         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1705         int file = is_file_lru(lru);
1706         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1707         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1708
1709         if (!inactive_reclaimable_pages(lruvec, sc, lru))
1710                 return 0;
1711
1712         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1713                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1714
1715                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1716                 if (fatal_signal_pending(current))
1717                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1718         }
1719
1720         lru_add_drain();
1721
1722         if (!sc->may_unmap)
1723                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1724         if (!sc->may_writepage)
1725                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1726
1727         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1728
1729         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1730                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1731
1732         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1733         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1734
1735         if (global_reclaim(sc)) {
1736                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1737                 if (current_is_kswapd())
1738                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1739                 else
1740                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1741         }
1742         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1743
1744         if (nr_taken == 0)
1745                 return 0;
1746
1747         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1748                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1749                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1750                                 false);
1751
1752         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1753
1754         if (global_reclaim(sc)) {
1755                 if (current_is_kswapd())
1756                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1757                 else
1758                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1759         }
1760
1761         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1762
1763         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1764
1765         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1766
1767         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1768         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1769
1770         /*
1771          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1772          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1773          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1774          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1775          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1776          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1777          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1778          * same way balance_dirty_pages() manages.
1779          *
1780          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1781          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1782          * are encountered in the nr_immediate check below.
1783          */
1784         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1785                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1786
1787         /*
1788          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1789          * stalling here.
1790          */
1791         if (sane_reclaim(sc)) {
1792                 /*
1793                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1794                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1795                  */
1796                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1797                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1798
1799                 /*
1800                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1801                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1802                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1803                  * reclaim context.
1804                  */
1805                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1806                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1807
1808                 /*
1809                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1810                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1811                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1812                  * they are written so also forcibly stall.
1813                  */
1814                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1815                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1816         }
1817
1818         /*
1819          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1820          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1821          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1822          */
1823         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1824             current_may_throttle())
1825                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1826
1827         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1828                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1829                         sc->priority, file);
1830         return nr_reclaimed;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1835  *
1836  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1837  * processes, from rmap.
1838  *
1839  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1840  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1841  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1842  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1843  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1844  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1845  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1846  *
1847  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1848  * But we had to alter page->flags anyway.
1849  */
1850
1851 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1852                                      struct list_head *list,
1853                                      struct list_head *pages_to_free,
1854                                      enum lru_list lru)
1855 {
1856         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1857         unsigned long pgmoved = 0;
1858         struct page *page;
1859         int nr_pages;
1860
1861         while (!list_empty(list)) {
1862                 page = lru_to_page(list);
1863                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1864
1865                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1866                 SetPageLRU(page);
1867
1868                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1869                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1870                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1871                 pgmoved += nr_pages;
1872
1873                 if (put_page_testzero(page)) {
1874                         __ClearPageLRU(page);
1875                         __ClearPageActive(page);
1876                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1877
1878                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1879                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1880                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1881                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1882                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1883                         } else
1884                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1885                 }
1886         }
1887
1888         if (!is_active_lru(lru))
1889                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1890 }
1891
1892 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1893                                struct lruvec *lruvec,
1894                                struct scan_control *sc,
1895                                enum lru_list lru)
1896 {
1897         unsigned long nr_taken;
1898         unsigned long nr_scanned;
1899         unsigned long vm_flags;
1900         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1901         LIST_HEAD(l_active);
1902         LIST_HEAD(l_inactive);
1903         struct page *page;
1904         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1905         unsigned long nr_rotated = 0;
1906         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1907         int file = is_file_lru(lru);
1908         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1909
1910         lru_add_drain();
1911
1912         if (!sc->may_unmap)
1913                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1914         if (!sc->may_writepage)
1915                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1916
1917         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1918
1919         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1920                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1921
1922         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1923         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1924
1925         if (global_reclaim(sc))
1926                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1927         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1928
1929         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1930
1931         while (!list_empty(&l_hold)) {
1932                 cond_resched();
1933                 page = lru_to_page(&l_hold);
1934                 list_del(&page->lru);
1935
1936                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1937                         putback_lru_page(page);
1938                         continue;
1939                 }
1940
1941                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1942                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1943                                 if (page_has_private(page))
1944                                         try_to_release_page(page, 0);
1945                                 unlock_page(page);
1946                         }
1947                 }
1948
1949                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1950                                     &vm_flags)) {
1951                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1952                         /*
1953                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1954                          * give them one more trip around the active list. So
1955                          * that executable code get better chances to stay in
1956                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1957                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1958                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1959                          * so we ignore them here.
1960                          */
1961                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1962                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1963                                 continue;
1964                         }
1965                 }
1966
1967                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1968                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1969         }
1970
1971         /*
1972          * Move pages back to the lru list.
1973          */
1974         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1975         /*
1976          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1977          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1978          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1979          * get_scan_count.
1980          */
1981         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1982
1983         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1984         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
1985         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1986         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1987
1988         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
1989         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
1994  * to do too much work.
1995  *
1996  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
1997  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
1998  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
1999  *
2000  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2001  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2002  *
2003  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2004  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2005  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2006  *
2007  * total     target    max
2008  * memory    ratio     inactive
2009  * -------------------------------------
2010  *   10MB       1         5MB
2011  *  100MB       1        50MB
2012  *    1GB       3       250MB
2013  *   10GB      10       0.9GB
2014  *  100GB      31         3GB
2015  *    1TB     101        10GB
2016  *   10TB     320        32GB
2017  */
2018 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2019                                                 struct scan_control *sc)
2020 {
2021         unsigned long inactive_ratio;
2022         unsigned long inactive;
2023         unsigned long active;
2024         unsigned long gb;
2025         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2026         int zid;
2027
2028         /*
2029          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2030          * is pointless.
2031          */
2032         if (!file && !total_swap_pages)
2033                 return false;
2034
2035         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE);
2036         active = lruvec_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE);
2037
2038         /*
2039          * For zone-constrained allocations, it is necessary to check if
2040          * deactivations are required for lowmem to be reclaimed. This
2041          * calculates the inactive/active pages available in eligible zones.
2042          */
2043         for (zid = sc->reclaim_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2044                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
2045                 unsigned long inactive_zone, active_zone;
2046
2047                 if (!managed_zone(zone))
2048                         continue;
2049
2050                 inactive_zone = zone_page_state(zone,
2051                                 NR_ZONE_LRU_BASE + (file * LRU_FILE));
2052                 active_zone = zone_page_state(zone,
2053                                 NR_ZONE_LRU_BASE + (file * LRU_FILE) + LRU_ACTIVE);
2054
2055                 inactive -= min(inactive, inactive_zone);
2056                 active -= min(active, active_zone);
2057         }
2058
2059         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2060         if (gb)
2061                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2062         else
2063                 inactive_ratio = 1;
2064
2065         return inactive * inactive_ratio < active;
2066 }
2067
2068 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2069                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2070 {
2071         if (is_active_lru(lru)) {
2072                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc))
2073                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2074                 return 0;
2075         }
2076
2077         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2078 }
2079
2080 enum scan_balance {
2081         SCAN_EQUAL,
2082         SCAN_FRACT,
2083         SCAN_ANON,
2084         SCAN_FILE,
2085 };
2086
2087 /*
2088  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2089  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2090  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2091  * onto the active list instead of evict.
2092  *
2093  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2094  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2095  */
2096 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2097                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2098                            unsigned long *lru_pages)
2099 {
2100         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2101         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2102         u64 fraction[2];
2103         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2104         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2105         unsigned long anon_prio, file_prio;
2106         enum scan_balance scan_balance;
2107         unsigned long anon, file;
2108         bool force_scan = false;
2109         unsigned long ap, fp;
2110         enum lru_list lru;
2111         bool some_scanned;
2112         int pass;
2113
2114         /*
2115          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2116          * results in no scanning on this priority and a potential
2117          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2118          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2119          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2120          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2121          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2122          * well.
2123          */
2124         if (current_is_kswapd()) {
2125                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2126                         force_scan = true;
2127                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2128                         force_scan = true;
2129         }
2130         if (!global_reclaim(sc))
2131                 force_scan = true;
2132
2133         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2134         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2135                 scan_balance = SCAN_FILE;
2136                 goto out;
2137         }
2138
2139         /*
2140          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2141          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2142          * disable swapping for individual groups completely when
2143          * using the memory controller's swap limit feature would be
2144          * too expensive.
2145          */
2146         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2147                 scan_balance = SCAN_FILE;
2148                 goto out;
2149         }
2150
2151         /*
2152          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2153          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2154          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2155          */
2156         if (!sc->priority && swappiness) {
2157                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2158                 goto out;
2159         }
2160
2161         /*
2162          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2163          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2164          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2165          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2166          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2167          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2168          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2169          */
2170         if (global_reclaim(sc)) {
2171                 unsigned long pgdatfile;
2172                 unsigned long pgdatfree;
2173                 int z;
2174                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2175
2176                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2177                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2178                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2179
2180                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2181                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2182                         if (!managed_zone(zone))
2183                                 continue;
2184
2185                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2186                 }
2187
2188                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2189                         scan_balance = SCAN_ANON;
2190                         goto out;
2191                 }
2192         }
2193
2194         /*
2195          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2196          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2197          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2198          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2199          * Without the second condition we could end up never scanning an
2200          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2201          * system is under heavy pressure.
2202          */
2203         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc) &&
2204             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE) >> sc->priority) {
2205                 scan_balance = SCAN_FILE;
2206                 goto out;
2207         }
2208
2209         scan_balance = SCAN_FRACT;
2210
2211         /*
2212          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2213          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2214          */
2215         anon_prio = swappiness;
2216         file_prio = 200 - anon_prio;
2217
2218         /*
2219          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2220          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2221          * ratios to determine how valuable each cache is.
2222          *
2223          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2224          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2225          * up weighing recent references more than old ones.
2226          *
2227          * anon in [0], file in [1]
2228          */
2229
2230         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2231                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2232         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2233                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2234
2235         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2236         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2237                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2238                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2239         }
2240
2241         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2242                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2243                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2244         }
2245
2246         /*
2247          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2248          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2249          * each list that were recently referenced and in active use.
2250          */
2251         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2252         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2253
2254         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2255         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2256         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2257
2258         fraction[0] = ap;
2259         fraction[1] = fp;
2260         denominator = ap + fp + 1;
2261 out:
2262         some_scanned = false;
2263         /* Only use force_scan on second pass. */
2264         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2265                 *lru_pages = 0;
2266                 for_each_evictable_lru(lru) {
2267                         int file = is_file_lru(lru);
2268                         unsigned long size;
2269                         unsigned long scan;
2270
2271                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru);
2272                         scan = size >> sc->priority;
2273
2274                         if (!scan && pass && force_scan)
2275                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2276
2277                         switch (scan_balance) {
2278                         case SCAN_EQUAL:
2279                                 /* Scan lists relative to size */
2280                                 break;
2281                         case SCAN_FRACT:
2282                                 /*
2283                                  * Scan types proportional to swappiness and
2284                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2285                                  */
2286                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2287                                                         denominator);
2288                                 break;
2289                         case SCAN_FILE:
2290                         case SCAN_ANON:
2291                                 /* Scan one type exclusively */
2292                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2293                                         size = 0;
2294                                         scan = 0;
2295                                 }
2296                                 break;
2297                         default:
2298                                 /* Look ma, no brain */
2299                                 BUG();
2300                         }
2301
2302                         *lru_pages += size;
2303                         nr[lru] = scan;
2304
2305                         /*
2306                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2307                          * if we found something to scan.
2308                          */
2309                         some_scanned |= !!scan;
2310                 }
2311         }
2312 }
2313
2314 /*
2315  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2316  */
2317 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2318                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2319 {
2320         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2321         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2322         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2323         unsigned long nr_to_scan;
2324         enum lru_list lru;
2325         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2326         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2327         struct blk_plug plug;
2328         bool scan_adjusted;
2329
2330         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2331
2332         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2333         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2334
2335         /*
2336          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2337          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2338          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2339          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2340          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2341          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2342          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2343          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2344          * dropped to zero at the first pass.
2345          */
2346         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2347                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2348
2349         blk_start_plug(&plug);
2350         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2351                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2352                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2353                 unsigned long nr_scanned;
2354
2355                 for_each_evictable_lru(lru) {
2356                         if (nr[lru]) {
2357                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2358                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2359
2360                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2361                                                             lruvec, sc);
2362                         }
2363                 }
2364
2365                 cond_resched();
2366
2367                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2368                         continue;
2369
2370                 /*
2371                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2372                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2373                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2374                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2375                  * proportional to the original scan target.
2376                  */
2377                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2378                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2379
2380                 /*
2381                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2382                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2383                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2384                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2385                  */
2386                 if (!nr_file || !nr_anon)
2387                         break;
2388
2389                 if (nr_file > nr_anon) {
2390                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2391                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2392                         lru = LRU_BASE;
2393                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2394                 } else {
2395                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2396                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2397                         lru = LRU_FILE;
2398                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2399                 }
2400
2401                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2402                 nr[lru] = 0;
2403                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2404
2405                 /*
2406                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2407                  * scan target and the percentage scanning already complete
2408                  */
2409                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2410                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2411                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2412                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2413
2414                 lru += LRU_ACTIVE;
2415                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2416                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2417                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2418
2419                 scan_adjusted = true;
2420         }
2421         blk_finish_plug(&plug);
2422         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2423
2424         /*
2425          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2426          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2427          */
2428         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
2429                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2430                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2431 }
2432
2433 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2434 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2435 {
2436         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2437                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2438                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2439                 return true;
2440
2441         return false;
2442 }
2443
2444 /*
2445  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2446  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2447  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2448  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2449  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2450  */
2451 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2452                                         unsigned long nr_reclaimed,
2453                                         unsigned long nr_scanned,
2454                                         struct scan_control *sc)
2455 {
2456         unsigned long pages_for_compaction;
2457         unsigned long inactive_lru_pages;
2458         int z;
2459
2460         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2461         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2462                 return false;
2463
2464         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2465         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2466                 /*
2467                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2468                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2469                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2470                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2471                  */
2472                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2473                         return false;
2474         } else {
2475                 /*
2476                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2477                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2478                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2479                  * pages that were scanned. This will return to the
2480                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2481                  * the resulting allocation attempt fails
2482                  */
2483                 if (!nr_reclaimed)
2484                         return false;
2485         }
2486
2487         /*
2488          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2489          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2490          */
2491         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2492         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2493         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2494                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2495         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2496                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2497                 return true;
2498
2499         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2500         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2501                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2502                 if (!managed_zone(zone))
2503                         continue;
2504
2505                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2506                 case COMPACT_SUCCESS:
2507                 case COMPACT_CONTINUE:
2508                         return false;
2509                 default:
2510                         /* check next zone */
2511                         ;
2512                 }
2513         }
2514         return true;
2515 }
2516
2517 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2518 {
2519         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2520         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2521         bool reclaimable = false;
2522
2523         do {
2524                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2525                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2526                         .pgdat = pgdat,
2527                         .priority = sc->priority,
2528                 };
2529                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2530                 struct mem_cgroup *memcg;
2531
2532                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2533                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2534
2535                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2536                 do {
2537                         unsigned long lru_pages;
2538                         unsigned long reclaimed;
2539                         unsigned long scanned;
2540
2541                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2542                                 if (!sc->may_thrash)
2543                                         continue;
2544                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2545                         }
2546
2547                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2548                         scanned = sc->nr_scanned;
2549
2550                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2551                         node_lru_pages += lru_pages;
2552
2553                         if (memcg)
2554                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2555                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2556                                             lru_pages);
2557
2558                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2559                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2560                                    sc->nr_scanned - scanned,
2561                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2562
2563                         /*
2564                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2565                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2566                          * node.
2567                          *
2568                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2569                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2570                          * retry with decreasing priority if one round over the
2571                          * whole hierarchy is not sufficient.
2572                          */
2573                         if (!global_reclaim(sc) &&
2574                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2575                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2576                                 break;
2577                         }
2578                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2579
2580                 /*
2581                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2582                  * the eligible LRU pages were scanned.
2583                  */
2584                 if (global_reclaim(sc))
2585                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2586                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2587                                     node_lru_pages);
2588
2589                 if (reclaim_state) {
2590                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2591                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2592                 }
2593
2594                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2595                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2596                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2597                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2598
2599                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2600                         reclaimable = true;
2601
2602         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2603                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2604
2605         return reclaimable;
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2610  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2611  * should reclaim first.
2612  */
2613 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2614 {
2615         unsigned long watermark;
2616         enum compact_result suitable;
2617
2618         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2619         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2620                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2621                 return true;
2622         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2623                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2624                 return false;
2625
2626         /*
2627          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2628          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2629          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2630          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2631          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2632          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2633          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2634          */
2635         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2636
2637         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2638 }
2639
2640 /*
2641  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2642  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2643  * request.
2644  *
2645  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2646  * scan then give up on it.
2647  */
2648 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2649 {
2650         struct zoneref *z;
2651         struct zone *zone;
2652         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2653         unsigned long nr_soft_scanned;
2654         gfp_t orig_mask;
2655         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2656
2657         /*
2658          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2659          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2660          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2661          */
2662         orig_mask = sc->gfp_mask;
2663         if (buffer_heads_over_limit) {
2664                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2665                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2666         }
2667
2668         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2669                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2670                 /*
2671                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2672                  * to global LRU.
2673                  */
2674                 if (global_reclaim(sc)) {
2675                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2676                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2677                                 continue;
2678
2679                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2680                             !pgdat_reclaimable(zone->zone_pgdat))
2681                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2682
2683                         /*
2684                          * If we already have plenty of memory free for
2685                          * compaction in this zone, don't free any more.
2686                          * Even though compaction is invoked for any
2687                          * non-zero order, only frequent costly order
2688                          * reclamation is disruptive enough to become a
2689                          * noticeable problem, like transparent huge
2690                          * page allocations.
2691                          */
2692                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2693                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2694                             compaction_ready(zone, sc)) {
2695                                 sc->compaction_ready = true;
2696                                 continue;
2697                         }
2698
2699                         /*
2700                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2701                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2702                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2703                          * the user prefers lower zones being preserved.
2704                          */
2705                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2706                                 continue;
2707
2708                         /*
2709                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2710                          * and returns the number of reclaimed pages and
2711                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2712                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2713                          */
2714                         nr_soft_scanned = 0;
2715                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2716                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2717                                                 &nr_soft_scanned);
2718                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2719                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2720                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2721                 }
2722
2723                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2724                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2725                         continue;
2726                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2727                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2728         }
2729
2730         /*
2731          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2732          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2733          */
2734         sc->gfp_mask = orig_mask;
2735 }
2736
2737 /*
2738  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2739  *
2740  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2741  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2742  *
2743  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2744  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2745  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2746  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2747  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2748  * work, and the allocation attempt will fail.
2749  *
2750  * returns:     0, if no pages reclaimed
2751  *              else, the number of pages reclaimed
2752  */
2753 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2754                                           struct scan_control *sc)
2755 {
2756         int initial_priority = sc->priority;
2757         unsigned long total_scanned = 0;
2758         unsigned long writeback_threshold;
2759 retry:
2760         delayacct_freepages_start();
2761
2762         if (global_reclaim(sc))
2763                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2764
2765         do {
2766                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2767                                 sc->priority);
2768                 sc->nr_scanned = 0;
2769                 shrink_zones(zonelist, sc);
2770
2771                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2772                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2773                         break;
2774
2775                 if (sc->compaction_ready)
2776                         break;
2777
2778                 /*
2779                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2780                  * writepage even in laptop mode.
2781                  */
2782                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2783                         sc->may_writepage = 1;
2784
2785                 /*
2786                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2787                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2788                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2789                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2790                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2791                  */
2792                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2793                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2794                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2795                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2796                         sc->may_writepage = 1;
2797                 }
2798         } while (--sc->priority >= 0);
2799
2800         delayacct_freepages_end();
2801
2802         if (sc->nr_reclaimed)
2803                 return sc->nr_reclaimed;
2804
2805         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2806         if (sc->compaction_ready)
2807                 return 1;
2808
2809         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2810         if (!sc->may_thrash) {
2811                 sc->priority = initial_priority;
2812                 sc->may_thrash = 1;
2813                 goto retry;
2814         }
2815
2816         return 0;
2817 }
2818
2819 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2820 {
2821         struct zone *zone;
2822         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2823         unsigned long free_pages = 0;
2824         int i;
2825         bool wmark_ok;
2826
2827         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2828                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2829                 if (!managed_zone(zone) ||
2830                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2831                         continue;
2832
2833                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2834                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2835         }
2836
2837         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2838         if (!pfmemalloc_reserve)
2839                 return true;
2840
2841         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2842
2843         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2844         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2845                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2846                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2847                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2848         }
2849
2850         return wmark_ok;
2851 }
2852
2853 /*
2854  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2855  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2856  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2857  * when the low watermark is reached.
2858  *
2859  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2860  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2861  */
2862 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2863                                         nodemask_t *nodemask)
2864 {
2865         struct zoneref *z;
2866         struct zone *zone;
2867         pg_data_t *pgdat = NULL;
2868
2869         /*
2870          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2871          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2872          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2873          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2874          * processes to block on log_wait_commit().
2875          */
2876         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2877                 goto out;
2878
2879         /*
2880          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2881          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2882          */
2883         if (fatal_signal_pending(current))
2884                 goto out;
2885
2886         /*
2887          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2888          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2889          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2890          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2891          *
2892          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2893          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2894          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2895          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2896          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2897          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2898          * should make reasonable progress.
2899          */
2900         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2901                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2902                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2903                         continue;
2904
2905                 /* Throttle based on the first usable node */
2906                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2907                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2908                         goto out;
2909                 break;
2910         }
2911
2912         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2913         if (!pgdat)
2914                 goto out;
2915
2916         /* Account for the throttling */
2917         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2918
2919         /*
2920          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2921          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2922          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2923          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2924          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2925          * second before continuing.
2926          */
2927         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2928                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2929                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2930
2931                 goto check_pending;
2932         }
2933
2934         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2935         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2936                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2937
2938 check_pending:
2939         if (fatal_signal_pending(current))
2940                 return true;
2941
2942 out:
2943         return false;
2944 }
2945
2946 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2947                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2948 {
2949         unsigned long nr_reclaimed;
2950         struct scan_control sc = {
2951                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2952                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2953                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2954                 .order = order,
2955                 .nodemask = nodemask,
2956                 .priority = DEF_PRIORITY,
2957                 .may_writepage = !laptop_mode,
2958                 .may_unmap = 1,
2959                 .may_swap = 1,
2960         };
2961
2962         /*
2963          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2964          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2965          * point.
2966          */
2967         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2968                 return 1;
2969
2970         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2971                                 sc.may_writepage,
2972                                 gfp_mask,
2973                                 sc.reclaim_idx);
2974
2975         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2976
2977         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2978
2979         return nr_reclaimed;
2980 }
2981
2982 #ifdef CONFIG_MEMCG
2983
2984 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2985                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2986                                                 pg_data_t *pgdat,
2987                                                 unsigned long *nr_scanned)
2988 {
2989         struct scan_control sc = {
2990                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2991                 .target_mem_cgroup = memcg,
2992                 .may_writepage = !laptop_mode,
2993                 .may_unmap = 1,
2994                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
2995                 .may_swap = !noswap,
2996         };
2997         unsigned long lru_pages;
2998
2999         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3000                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3001
3002         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3003                                                       sc.may_writepage,
3004                                                       sc.gfp_mask,
3005                                                       sc.reclaim_idx);
3006
3007         /*
3008          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3009          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3010          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3011          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3012          * the priority and make it zero.
3013          */
3014         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3015
3016         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3017
3018         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3019         return sc.nr_reclaimed;
3020 }
3021
3022 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3023                                            unsigned long nr_pages,
3024                                            gfp_t gfp_mask,
3025                                            bool may_swap)
3026 {
3027         struct zonelist *zonelist;
3028         unsigned long nr_reclaimed;
3029         int nid;
3030         struct scan_control sc = {
3031                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3032                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3033                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3034                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3035                 .target_mem_cgroup = memcg,
3036                 .priority = DEF_PRIORITY,
3037                 .may_writepage = !laptop_mode,
3038                 .may_unmap = 1,
3039                 .may_swap = may_swap,
3040         };
3041
3042         /*
3043          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3044          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3045          * scan does not need to be the current node.
3046          */
3047         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3048
3049         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3050
3051         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3052                                             sc.may_writepage,
3053                                             sc.gfp_mask,
3054                                             sc.reclaim_idx);
3055
3056         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3057         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3058         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3059
3060         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3061
3062         return nr_reclaimed;
3063 }
3064 #endif
3065
3066 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3067                                 struct scan_control *sc)
3068 {
3069         struct mem_cgroup *memcg;
3070
3071         if (!total_swap_pages)
3072                 return;
3073
3074         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3075         do {
3076                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3077
3078                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
3079                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3080                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3081
3082                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3083         } while (memcg);
3084 }
3085
3086 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3087 {
3088         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3089
3090         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3091                 return false;
3092
3093         /*
3094          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3095          * to be congested or dirty
3096          */
3097         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3098         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3099
3100         return true;
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3105  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3106  *
3107  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3108  */
3109 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3110 {
3111         int i;
3112
3113         /*
3114          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3115          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3116          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3117          * throttled. There is also a potential race if processes get
3118          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3119          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3120          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3121          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3122          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3123          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3124          * that here we are under prepare_to_wait().
3125          */
3126         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3127                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3128
3129         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3130                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3131
3132                 if (!managed_zone(zone))
3133                         continue;
3134
3135                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3136                         return false;
3137         }
3138
3139         return true;
3140 }
3141
3142 /*
3143  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3144  * zone that is currently unbalanced.
3145  *
3146  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3147  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3148  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3149  */
3150 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3151                                struct scan_control *sc)
3152 {
3153         struct zone *zone;
3154         int z;
3155
3156         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3157         sc->nr_to_reclaim = 0;
3158         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3159                 zone = pgdat->node_zones + z;
3160                 if (!managed_zone(zone))
3161                         continue;
3162
3163                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3164         }
3165
3166         /*
3167          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3168          * now pressure is applied based on node LRU order.
3169          */
3170         shrink_node(pgdat, sc);
3171
3172         /*
3173          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3174          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3175          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3176          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3177          * can direct reclaim/compact.
3178          */
3179         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3180                 sc->order = 0;
3181
3182         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3183 }
3184
3185 /*
3186  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3187  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3188  * balanced.
3189  *
3190  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3191  *
3192  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3193  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3194  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3195  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3196  * balanced.
3197  */
3198 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3199 {
3200         int i;
3201         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3202         unsigned long nr_soft_scanned;
3203         struct zone *zone;
3204         struct scan_control sc = {
3205                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3206                 .order = order,
3207                 .priority = DEF_PRIORITY,
3208                 .may_writepage = !laptop_mode,
3209                 .may_unmap = 1,
3210                 .may_swap = 1,
3211         };
3212         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3213
3214         do {
3215                 bool raise_priority = true;
3216
3217                 sc.nr_reclaimed = 0;
3218                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3219
3220                 /*
3221                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3222                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3223                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3224                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3225                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3226                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3227                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3228                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3229                  */
3230                 if (buffer_heads_over_limit) {
3231                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3232                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3233                                 if (!managed_zone(zone))
3234                                         continue;
3235
3236                                 sc.reclaim_idx = i;
3237                                 break;
3238                         }
3239                 }
3240
3241                 /*
3242                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3243                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3244                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3245                  * cleared during a very small window when a small low
3246                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3247                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3248                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3249                  * it.
3250                  */
3251                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3252                         zone = pgdat->node_zones + i;
3253                         if (!managed_zone(zone))
3254                                 continue;
3255
3256                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3257                                 goto out;
3258                 }
3259
3260                 /*
3261                  * Do some background aging of the anon list, to give
3262                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3263                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3264                  * about consistent aging.
3265                  */
3266                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3267
3268                 /*
3269                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3270                  * even in laptop mode.
3271                  */
3272                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3273                         sc.may_writepage = 1;
3274
3275                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3276                 sc.nr_scanned = 0;
3277                 nr_soft_scanned = 0;
3278                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3279                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3280                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3281
3282                 /*
3283                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3284                  * enough pages are already being scanned that that high
3285                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3286                  */
3287                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3288                         raise_priority = false;
3289
3290                 /*
3291                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3292                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3293                  * able to safely make forward progress. Wake them
3294                  */
3295                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3296                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3297                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3298
3299                 /* Check if kswapd should be suspending */
3300                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3301                         break;
3302
3303                 /*
3304                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3305                  * progress in reclaiming pages
3306                  */
3307                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3308                         sc.priority--;
3309         } while (sc.priority >= 1);
3310
3311 out:
3312         /*
3313          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3314          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3315          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3316          * remain at the higher level.
3317          */
3318         return sc.order;
3319 }
3320
3321 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3322                                 unsigned int classzone_idx)
3323 {
3324         long remaining = 0;
3325         DEFINE_WAIT(wait);
3326
3327         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3328                 return;
3329
3330         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3331
3332         /* Try to sleep for a short interval */
3333         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3334                 /*
3335                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3336                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3337                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3338                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3339                  */
3340                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3341
3342                 /*
3343                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3344                  * allocation of the requested order possible.
3345                  */
3346                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3347
3348                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3349
3350                 /*
3351                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3352                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3353                  * the previous request that slept prematurely.
3354                  */
3355                 if (remaining) {
3356                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3357                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3358                 }
3359
3360                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3361                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3362         }
3363
3364         /*
3365          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3366          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3367          */
3368         if (!remaining &&
3369             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3370                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3371
3372                 /*
3373                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3374                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3375                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3376                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3377                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3378                  * them before going back to sleep.
3379                  */
3380                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3381
3382                 if (!kthread_should_stop())
3383                         schedule();
3384
3385                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3386         } else {
3387                 if (remaining)
3388                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3389                 else
3390                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3391         }
3392         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3393 }
3394
3395 /*
3396  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3397  * from the init process.
3398  *
3399  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3400  * free memory available even if there is no other activity
3401  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3402  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3403  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3404  *
3405  * If there are applications that are active memory-allocators
3406  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3407  */
3408 static int kswapd(void *p)
3409 {
3410         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3411         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3412         struct task_struct *tsk = current;
3413
3414         struct reclaim_state reclaim_state = {
3415                 .reclaimed_slab = 0,
3416         };
3417         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3418
3419         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3420
3421         if (!cpumask_empty(cpumask))
3422                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3423         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3424
3425         /*
3426          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3427          * and that if we need more memory we should get access to it
3428          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3429          * never get caught in the normal page freeing logic.
3430          *
3431          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3432          * you need a small amount of memory in order to be able to
3433          * page out something else, and this flag essentially protects
3434          * us from recursively trying to free more memory as we're
3435          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3436          */
3437         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3438         set_freezable();
3439
3440         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3441         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3442         for ( ; ; ) {
3443                 bool ret;
3444
3445 kswapd_try_sleep:
3446                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3447                                         classzone_idx);
3448
3449                 /* Read the new order and classzone_idx */
3450                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3451                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3452                 pgdat->kswapd_order = 0;
3453                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3454
3455                 ret = try_to_freeze();
3456                 if (kthread_should_stop())
3457                         break;
3458
3459                 /*
3460                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3461                  * after returning from the refrigerator
3462                  */
3463                 if (ret)
3464                         continue;
3465
3466                 /*
3467                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3468                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3469                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3470                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3471                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3472                  * request (alloc_order).
3473                  */
3474                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3475                                                 alloc_order);
3476                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3477                 if (reclaim_order < alloc_order)
3478                         goto kswapd_try_sleep;
3479
3480                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3481                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3482         }
3483
3484         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3485         current->reclaim_state = NULL;
3486         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3487
3488         return 0;
3489 }
3490
3491 /*
3492  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3493  */
3494 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3495 {
3496         pg_data_t *pgdat;
3497         int z;
3498
3499         if (!managed_zone(zone))
3500                 return;
3501
3502         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3503                 return;
3504         pgdat = zone->zone_pgdat;
3505         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3506         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3507         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3508                 return;
3509
3510         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3511         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3512                 zone = pgdat->node_zones + z;
3513                 if (!managed_zone(zone))
3514                         continue;
3515
3516                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3517                         return;
3518         }
3519
3520         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3521         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3522 }
3523
3524 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3525 /*
3526  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3527  * freed pages.
3528  *
3529  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3530  * LRU order by reclaiming preferentially
3531  * inactive > active > active referenced > active mapped
3532  */
3533 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3534 {
3535         struct reclaim_state reclaim_state;
3536         struct scan_control sc = {
3537                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3538                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3539                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3540                 .priority = DEF_PRIORITY,
3541                 .may_writepage = 1,
3542                 .may_unmap = 1,
3543                 .may_swap = 1,
3544                 .hibernation_mode = 1,
3545         };
3546         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3547         struct task_struct *p = current;
3548         unsigned long nr_reclaimed;
3549
3550         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3551         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3552         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3553         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3554
3555         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3556
3557         p->reclaim_state = NULL;
3558         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3559         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3560
3561         return nr_reclaimed;
3562 }
3563 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3564
3565 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3566    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3567    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3568    restore their cpu bindings. */
3569 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3570 {
3571         int nid;
3572
3573         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3574                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3575                 const struct cpumask *mask;
3576
3577                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3578
3579                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3580                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3581                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3582         }
3583         return 0;
3584 }
3585
3586 /*
3587  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3588  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3589  */
3590 int kswapd_run(int nid)
3591 {
3592         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3593         int ret = 0;
3594
3595         if (pgdat->kswapd)
3596                 return 0;
3597
3598         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3599         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3600                 /* failure at boot is fatal */
3601                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3602                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3603                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3604                 pgdat->kswapd = NULL;
3605         }
3606         return ret;
3607 }
3608
3609 /*
3610  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3611  * hold mem_hotplug_begin/end().
3612  */
3613 void kswapd_stop(int nid)
3614 {
3615         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3616
3617         if (kswapd) {
3618                 kthread_stop(kswapd);
3619                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3620         }
3621 }
3622
3623 static int __init kswapd_init(void)
3624 {
3625         int nid, ret;
3626
3627         swap_setup();
3628         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3629                 kswapd_run(nid);
3630         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3631                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3632                                         NULL);
3633         WARN_ON(ret < 0);
3634         return 0;
3635 }
3636
3637 module_init(kswapd_init)
3638
3639 #ifdef CONFIG_NUMA
3640 /*
3641  * Node reclaim mode
3642  *
3643  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3644  * the watermarks.
3645  */
3646 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3647
3648 #define RECLAIM_OFF 0
3649 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3650 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3651 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3652
3653 /*
3654  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3655  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3656  * a zone.
3657  */
3658 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3659
3660 /*
3661  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3662  * occur.
3663  */
3664 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3665
3666 /*
3667  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3668  * slab reclaim needs to occur.
3669  */
3670 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3671
3672 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3673 {
3674         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3675         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3676                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3677
3678         /*
3679          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3680          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3681          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3682          */
3683         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3684 }
3685
3686 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3687 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3688 {
3689         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3690         unsigned long delta = 0;
3691
3692         /*
3693          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3694          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3695          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3696          * a better estimate
3697          */
3698         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3699                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3700         else
3701                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3702
3703         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3704         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3705                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3706
3707         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3708         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3709                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3710
3711         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3712 }
3713
3714 /*
3715  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3716  */
3717 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3718 {
3719         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3720         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3721         struct task_struct *p = current;
3722         struct reclaim_state reclaim_state;
3723         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3724         struct scan_control sc = {
3725                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3726                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3727                 .order = order,
3728                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3729                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3730                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3731                 .may_swap = 1,
3732                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3733         };
3734
3735         cond_resched();
3736         /*
3737          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3738          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3739          * and RECLAIM_UNMAP.
3740          */
3741         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3742         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3743         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3744         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3745
3746         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3747                 /*
3748                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3749                  * priorities until we have enough memory freed.
3750                  */
3751                 do {
3752                         shrink_node(pgdat, &sc);
3753                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3754         }
3755
3756         p->reclaim_state = NULL;
3757         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3758         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3759         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3760 }
3761
3762 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3763 {
3764         int ret;
3765
3766         /*
3767          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3768          * slab pages if we are over the defined limits.
3769          *
3770          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3771          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3772          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3773          * if less than a specified percentage of the node is used by
3774          * unmapped file backed pages.
3775          */
3776         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3777             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3778                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3779
3780         if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
3781                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3782
3783         /*
3784          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3785          */
3786         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3787                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3788
3789         /*
3790          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3791          * have associated processors. This will favor the local processor
3792          * over remote processors and spread off node memory allocations
3793          * as wide as possible.
3794          */
3795         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3796                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3797
3798         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3799                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3800
3801         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3802         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3803
3804         if (!ret)
3805                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3806
3807         return ret;
3808 }
3809 #endif
3810
3811 /*
3812  * page_evictable - test whether a page is evictable
3813  * @page: the page to test
3814  *
3815  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3816  * lists vs unevictable list.
3817  *
3818  * Reasons page might not be evictable:
3819  * (1) page's mapping marked unevictable
3820  * (2) page is part of an mlocked VMA
3821  *
3822  */
3823 int page_evictable(struct page *page)
3824 {
3825         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3826 }
3827
3828 #ifdef CONFIG_SHMEM
3829 /**
3830  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3831  * @pages:      array of pages to check
3832  * @nr_pages:   number of pages to check
3833  *
3834  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3835  *
3836  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3837  */
3838 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3839 {
3840         struct lruvec *lruvec;
3841         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3842         int pgscanned = 0;
3843         int pgrescued = 0;
3844         int i;
3845
3846         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3847                 struct page *page = pages[i];
3848                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3849
3850                 pgscanned++;
3851                 if (pagepgdat != pgdat) {
3852                         if (pgdat)
3853                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3854                         pgdat = pagepgdat;
3855                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3856                 }
3857                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3858
3859                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3860                         continue;
3861
3862                 if (page_evictable(page)) {
3863                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3864
3865                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3866                         ClearPageUnevictable(page);
3867                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3868                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3869                         pgrescued++;
3870                 }
3871         }
3872
3873         if (pgdat) {
3874                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3875                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3876                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3877         }
3878 }
3879 #endif /* CONFIG_SHMEM */