Merge tag 'scsi-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[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         unsigned int may_writepage:1;
88
89         /* Can mapped pages be reclaimed? */
90         unsigned int may_unmap:1;
91
92         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
93         unsigned int may_swap:1;
94
95         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
96         unsigned int may_thrash:1;
97
98         unsigned int hibernation_mode:1;
99
100         /* One of the zones is ready for compaction */
101         unsigned int compaction_ready:1;
102
103         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
104         unsigned long nr_scanned;
105
106         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
107         unsigned long nr_reclaimed;
108 };
109
110 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
111 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
112         do {                                                            \
113                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
114                         struct page *prev;                              \
115                                                                         \
116                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
117                         prefetch(&prev->_field);                        \
118                 }                                                       \
119         } while (0)
120 #else
121 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
122 #endif
123
124 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
125 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
126         do {                                                            \
127                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
128                         struct page *prev;                              \
129                                                                         \
130                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
131                         prefetchw(&prev->_field);                       \
132                 }                                                       \
133         } while (0)
134 #else
135 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
140  */
141 int vm_swappiness = 60;
142 /*
143  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
144  * zones.
145  */
146 unsigned long vm_total_pages;
147
148 static LIST_HEAD(shrinker_list);
149 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
150
151 #ifdef CONFIG_MEMCG
152 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
153 {
154         return !sc->target_mem_cgroup;
155 }
156
157 /**
158  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
159  * @sc: scan_control in question
160  *
161  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
162  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
163  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
164  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
165  * allocation and configurability.
166  *
167  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
168  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
169  */
170 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
171 {
172         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
173
174         if (!memcg)
175                 return true;
176 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
177         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
178                 return true;
179 #endif
180         return false;
181 }
182 #else
183 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
184 {
185         return true;
186 }
187
188 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
189 {
190         return true;
191 }
192 #endif
193
194 static unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
195 {
196         unsigned long nr;
197
198         nr = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
199              zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
200              zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE);
201
202         if (get_nr_swap_pages() > 0)
203                 nr += zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON) +
204                       zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON) +
205                       zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
206
207         return nr;
208 }
209
210 bool zone_reclaimable(struct zone *zone)
211 {
212         return zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED) <
213                 zone_reclaimable_pages(zone) * 6;
214 }
215
216 static unsigned long get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
217 {
218         if (!mem_cgroup_disabled())
219                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
220
221         return zone_page_state(lruvec_zone(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
222 }
223
224 /*
225  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
226  */
227 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
228 {
229         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
230
231         /*
232          * If we only have one possible node in the system anyway, save
233          * ourselves the trouble and disable NUMA aware behavior. This way we
234          * will save memory and some small loop time later.
235          */
236         if (nr_node_ids == 1)
237                 shrinker->flags &= ~SHRINKER_NUMA_AWARE;
238
239         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
240                 size *= nr_node_ids;
241
242         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
243         if (!shrinker->nr_deferred)
244                 return -ENOMEM;
245
246         down_write(&shrinker_rwsem);
247         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
248         up_write(&shrinker_rwsem);
249         return 0;
250 }
251 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
252
253 /*
254  * Remove one
255  */
256 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
257 {
258         down_write(&shrinker_rwsem);
259         list_del(&shrinker->list);
260         up_write(&shrinker_rwsem);
261         kfree(shrinker->nr_deferred);
262 }
263 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
264
265 #define SHRINK_BATCH 128
266
267 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
268                                     struct shrinker *shrinker,
269                                     unsigned long nr_scanned,
270                                     unsigned long nr_eligible)
271 {
272         unsigned long freed = 0;
273         unsigned long long delta;
274         long total_scan;
275         long freeable;
276         long nr;
277         long new_nr;
278         int nid = shrinkctl->nid;
279         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
280                                           : SHRINK_BATCH;
281
282         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
283         if (freeable == 0)
284                 return 0;
285
286         /*
287          * copy the current shrinker scan count into a local variable
288          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
289          * don't also do this scanning work.
290          */
291         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
292
293         total_scan = nr;
294         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
295         delta *= freeable;
296         do_div(delta, nr_eligible + 1);
297         total_scan += delta;
298         if (total_scan < 0) {
299                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
300                        shrinker->scan_objects, total_scan);
301                 total_scan = freeable;
302         }
303
304         /*
305          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
306          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
307          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
308          * nr being built up so when a shrink that can do some work
309          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
310          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
311          * memory.
312          *
313          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
314          * a large delta change is calculated directly.
315          */
316         if (delta < freeable / 4)
317                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
318
319         /*
320          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
321          * never try to free more than twice the estimate number of
322          * freeable entries.
323          */
324         if (total_scan > freeable * 2)
325                 total_scan = freeable * 2;
326
327         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
328                                    nr_scanned, nr_eligible,
329                                    freeable, delta, total_scan);
330
331         /*
332          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
333          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
334          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
335          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
336          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
337          * objects spread over several slabs with usage less than the
338          * batch_size.
339          *
340          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
341          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
342          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
343          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
344          * possible.
345          */
346         while (total_scan >= batch_size ||
347                total_scan >= freeable) {
348                 unsigned long ret;
349                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
350
351                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
352                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
353                 if (ret == SHRINK_STOP)
354                         break;
355                 freed += ret;
356
357                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
358                 total_scan -= nr_to_scan;
359
360                 cond_resched();
361         }
362
363         /*
364          * move the unused scan count back into the shrinker in a
365          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
366          * scan, there is no need to do an update.
367          */
368         if (total_scan > 0)
369                 new_nr = atomic_long_add_return(total_scan,
370                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
371         else
372                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
373
374         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
375         return freed;
376 }
377
378 /**
379  * shrink_slab - shrink slab caches
380  * @gfp_mask: allocation context
381  * @nid: node whose slab caches to target
382  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
383  * @nr_scanned: pressure numerator
384  * @nr_eligible: pressure denominator
385  *
386  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
387  *
388  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
389  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
390  *
391  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
392  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
393  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise all shrinkers
394  * are called, and memcg aware shrinkers are supposed to scan the
395  * global list then.
396  *
397  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
398  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
399  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
400  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
401  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
402  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
403  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
404  *
405  * Returns the number of reclaimed slab objects.
406  */
407 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
408                                  struct mem_cgroup *memcg,
409                                  unsigned long nr_scanned,
410                                  unsigned long nr_eligible)
411 {
412         struct shrinker *shrinker;
413         unsigned long freed = 0;
414
415         if (memcg && !memcg_kmem_online(memcg))
416                 return 0;
417
418         if (nr_scanned == 0)
419                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
420
421         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
422                 /*
423                  * If we would return 0, our callers would understand that we
424                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
425                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
426                  * time.
427                  */
428                 freed = 1;
429                 goto out;
430         }
431
432         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
433                 struct shrink_control sc = {
434                         .gfp_mask = gfp_mask,
435                         .nid = nid,
436                         .memcg = memcg,
437                 };
438
439                 if (memcg && !(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
440                         continue;
441
442                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
443                         sc.nid = 0;
444
445                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
446         }
447
448         up_read(&shrinker_rwsem);
449 out:
450         cond_resched();
451         return freed;
452 }
453
454 void drop_slab_node(int nid)
455 {
456         unsigned long freed;
457
458         do {
459                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
460
461                 freed = 0;
462                 do {
463                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
464                                              1000, 1000);
465                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
466         } while (freed > 10);
467 }
468
469 void drop_slab(void)
470 {
471         int nid;
472
473         for_each_online_node(nid)
474                 drop_slab_node(nid);
475 }
476
477 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
478 {
479         /*
480          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
481          * that isolated the page, the page cache radix tree and
482          * optional buffer heads at page->private.
483          */
484         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
485 }
486
487 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
488 {
489         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
490                 return 1;
491         if (!inode_write_congested(inode))
492                 return 1;
493         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
494                 return 1;
495         return 0;
496 }
497
498 /*
499  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
500  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
501  * fsync(), msync() or close().
502  *
503  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
504  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
505  * that page is locked, the mapping is pinned.
506  *
507  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
508  * __GFP_FS.
509  */
510 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
511                                 struct page *page, int error)
512 {
513         lock_page(page);
514         if (page_mapping(page) == mapping)
515                 mapping_set_error(mapping, error);
516         unlock_page(page);
517 }
518
519 /* possible outcome of pageout() */
520 typedef enum {
521         /* failed to write page out, page is locked */
522         PAGE_KEEP,
523         /* move page to the active list, page is locked */
524         PAGE_ACTIVATE,
525         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
526         PAGE_SUCCESS,
527         /* page is clean and locked */
528         PAGE_CLEAN,
529 } pageout_t;
530
531 /*
532  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
533  * Calls ->writepage().
534  */
535 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
536                          struct scan_control *sc)
537 {
538         /*
539          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
540          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
541          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
542          * stalls if we need to run get_block().  We could test
543          * PagePrivate for that.
544          *
545          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
546          * this page's queue, we can perform writeback even if that
547          * will block.
548          *
549          * If the page is swapcache, write it back even if that would
550          * block, for some throttling. This happens by accident, because
551          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
552          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
553          */
554         if (!is_page_cache_freeable(page))
555                 return PAGE_KEEP;
556         if (!mapping) {
557                 /*
558                  * Some data journaling orphaned pages can have
559                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
560                  */
561                 if (page_has_private(page)) {
562                         if (try_to_free_buffers(page)) {
563                                 ClearPageDirty(page);
564                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
565                                 return PAGE_CLEAN;
566                         }
567                 }
568                 return PAGE_KEEP;
569         }
570         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
571                 return PAGE_ACTIVATE;
572         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
573                 return PAGE_KEEP;
574
575         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
576                 int res;
577                 struct writeback_control wbc = {
578                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
579                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
580                         .range_start = 0,
581                         .range_end = LLONG_MAX,
582                         .for_reclaim = 1,
583                 };
584
585                 SetPageReclaim(page);
586                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
587                 if (res < 0)
588                         handle_write_error(mapping, page, res);
589                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
590                         ClearPageReclaim(page);
591                         return PAGE_ACTIVATE;
592                 }
593
594                 if (!PageWriteback(page)) {
595                         /* synchronous write or broken a_ops? */
596                         ClearPageReclaim(page);
597                 }
598                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
599                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
600                 return PAGE_SUCCESS;
601         }
602
603         return PAGE_CLEAN;
604 }
605
606 /*
607  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
608  * gets returned with a refcount of 0.
609  */
610 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
611                             bool reclaimed)
612 {
613         unsigned long flags;
614         struct mem_cgroup *memcg;
615
616         BUG_ON(!PageLocked(page));
617         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
618
619         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
620         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
621         /*
622          * The non racy check for a busy page.
623          *
624          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
625          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
626          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
627          * here, then the following race may occur:
628          *
629          * get_user_pages(&page);
630          * [user mapping goes away]
631          * write_to(page);
632          *                              !PageDirty(page)    [good]
633          * SetPageDirty(page);
634          * put_page(page);
635          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
636          *
637          * [oops, our write_to data is lost]
638          *
639          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
640          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
641          * load is not satisfied before that of page->_count.
642          *
643          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
644          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
645          */
646         if (!page_freeze_refs(page, 2))
647                 goto cannot_free;
648         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
649         if (unlikely(PageDirty(page))) {
650                 page_unfreeze_refs(page, 2);
651                 goto cannot_free;
652         }
653
654         if (PageSwapCache(page)) {
655                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
656                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
657                 __delete_from_swap_cache(page);
658                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
659                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
660                 swapcache_free(swap);
661         } else {
662                 void (*freepage)(struct page *);
663                 void *shadow = NULL;
664
665                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
666                 /*
667                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
668                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
669                  *
670                  * But don't store shadows in an address space that is
671                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
672                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
673                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
674                  * back.
675                  *
676                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
677                  * only page cache pages found in these are zero pages
678                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
679                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
680                  * same page_tree.
681                  */
682                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
683                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
684                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
685                 __delete_from_page_cache(page, shadow, memcg);
686                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
687                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
688
689                 if (freepage != NULL)
690                         freepage(page);
691         }
692
693         return 1;
694
695 cannot_free:
696         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
697         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
698         return 0;
699 }
700
701 /*
702  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
703  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
704  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
705  * this page.
706  */
707 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
708 {
709         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
710                 /*
711                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
712                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
713                  * atomic operation.
714                  */
715                 page_unfreeze_refs(page, 1);
716                 return 1;
717         }
718         return 0;
719 }
720
721 /**
722  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
723  * @page: page to be put back to appropriate lru list
724  *
725  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
726  * Page may still be unevictable for other reasons.
727  *
728  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
729  */
730 void putback_lru_page(struct page *page)
731 {
732         bool is_unevictable;
733         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
734
735         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
736
737 redo:
738         ClearPageUnevictable(page);
739
740         if (page_evictable(page)) {
741                 /*
742                  * For evictable pages, we can use the cache.
743                  * In event of a race, worst case is we end up with an
744                  * unevictable page on [in]active list.
745                  * We know how to handle that.
746                  */
747                 is_unevictable = false;
748                 lru_cache_add(page);
749         } else {
750                 /*
751                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
752                  * list.
753                  */
754                 is_unevictable = true;
755                 add_page_to_unevictable_list(page);
756                 /*
757                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
758                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
759                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
760                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
761                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
762                  * the page back to the evictable list.
763                  *
764                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
765                  */
766                 smp_mb();
767         }
768
769         /*
770          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
771          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
772          * check after we added it to the list, again.
773          */
774         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
775                 if (!isolate_lru_page(page)) {
776                         put_page(page);
777                         goto redo;
778                 }
779                 /* This means someone else dropped this page from LRU
780                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
781                  * nothing to do here.
782                  */
783         }
784
785         if (was_unevictable && !is_unevictable)
786                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
787         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
788                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
789
790         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
791 }
792
793 enum page_references {
794         PAGEREF_RECLAIM,
795         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
796         PAGEREF_KEEP,
797         PAGEREF_ACTIVATE,
798 };
799
800 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
801                                                   struct scan_control *sc)
802 {
803         int referenced_ptes, referenced_page;
804         unsigned long vm_flags;
805
806         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
807                                           &vm_flags);
808         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
809
810         /*
811          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
812          * move the page to the unevictable list.
813          */
814         if (vm_flags & VM_LOCKED)
815                 return PAGEREF_RECLAIM;
816
817         if (referenced_ptes) {
818                 if (PageSwapBacked(page))
819                         return PAGEREF_ACTIVATE;
820                 /*
821                  * All mapped pages start out with page table
822                  * references from the instantiating fault, so we need
823                  * to look twice if a mapped file page is used more
824                  * than once.
825                  *
826                  * Mark it and spare it for another trip around the
827                  * inactive list.  Another page table reference will
828                  * lead to its activation.
829                  *
830                  * Note: the mark is set for activated pages as well
831                  * so that recently deactivated but used pages are
832                  * quickly recovered.
833                  */
834                 SetPageReferenced(page);
835
836                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
837                         return PAGEREF_ACTIVATE;
838
839                 /*
840                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
841                  */
842                 if (vm_flags & VM_EXEC)
843                         return PAGEREF_ACTIVATE;
844
845                 return PAGEREF_KEEP;
846         }
847
848         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
849         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
850                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
851
852         return PAGEREF_RECLAIM;
853 }
854
855 /* Check if a page is dirty or under writeback */
856 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
857                                        bool *dirty, bool *writeback)
858 {
859         struct address_space *mapping;
860
861         /*
862          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
863          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
864          */
865         if (!page_is_file_cache(page)) {
866                 *dirty = false;
867                 *writeback = false;
868                 return;
869         }
870
871         /* By default assume that the page flags are accurate */
872         *dirty = PageDirty(page);
873         *writeback = PageWriteback(page);
874
875         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
876         if (!page_has_private(page))
877                 return;
878
879         mapping = page_mapping(page);
880         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
881                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
882 }
883
884 /*
885  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
886  */
887 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
888                                       struct zone *zone,
889                                       struct scan_control *sc,
890                                       enum ttu_flags ttu_flags,
891                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
892                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
893                                       unsigned long *ret_nr_congested,
894                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
895                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
896                                       bool force_reclaim)
897 {
898         LIST_HEAD(ret_pages);
899         LIST_HEAD(free_pages);
900         int pgactivate = 0;
901         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
902         unsigned long nr_dirty = 0;
903         unsigned long nr_congested = 0;
904         unsigned long nr_reclaimed = 0;
905         unsigned long nr_writeback = 0;
906         unsigned long nr_immediate = 0;
907
908         cond_resched();
909
910         while (!list_empty(page_list)) {
911                 struct address_space *mapping;
912                 struct page *page;
913                 int may_enter_fs;
914                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
915                 bool dirty, writeback;
916                 bool lazyfree = false;
917                 int ret = SWAP_SUCCESS;
918
919                 cond_resched();
920
921                 page = lru_to_page(page_list);
922                 list_del(&page->lru);
923
924                 if (!trylock_page(page))
925                         goto keep;
926
927                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
928                 VM_BUG_ON_PAGE(page_zone(page) != zone, page);
929
930                 sc->nr_scanned++;
931
932                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
933                         goto cull_mlocked;
934
935                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
936                         goto keep_locked;
937
938                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
939                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
940                         sc->nr_scanned++;
941
942                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
943                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
944
945                 /*
946                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
947                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
948                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
949                  * is all dirty unqueued pages.
950                  */
951                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
952                 if (dirty || writeback)
953                         nr_dirty++;
954
955                 if (dirty && !writeback)
956                         nr_unqueued_dirty++;
957
958                 /*
959                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
960                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
961                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
962                  * end of the LRU a second time.
963                  */
964                 mapping = page_mapping(page);
965                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
966                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
967                     (writeback && PageReclaim(page)))
968                         nr_congested++;
969
970                 /*
971                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
972                  * are three cases to consider.
973                  *
974                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
975                  *    under writeback and this page is both under writeback and
976                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
977                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
978                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
979                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
980                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
981                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
982                  *    caller can stall after page list has been processed.
983                  *
984                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
985                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
986                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
987                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
988                  *    reclaim and continue scanning.
989                  *
990                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
991                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
992                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
993                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
994                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
995                  *    would probably show more reasons.
996                  *
997                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
998                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
999                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1000                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1001                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1002                  */
1003                 if (PageWriteback(page)) {
1004                         /* Case 1 above */
1005                         if (current_is_kswapd() &&
1006                             PageReclaim(page) &&
1007                             test_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags)) {
1008                                 nr_immediate++;
1009                                 goto keep_locked;
1010
1011                         /* Case 2 above */
1012                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1013                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1014                                 /*
1015                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1016                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1017                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1018                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1019                                  * enough to care.  What we do want is for this
1020                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1021                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1022                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1023                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1024                                  */
1025                                 SetPageReclaim(page);
1026                                 nr_writeback++;
1027                                 goto keep_locked;
1028
1029                         /* Case 3 above */
1030                         } else {
1031                                 unlock_page(page);
1032                                 wait_on_page_writeback(page);
1033                                 /* then go back and try same page again */
1034                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1035                                 continue;
1036                         }
1037                 }
1038
1039                 if (!force_reclaim)
1040                         references = page_check_references(page, sc);
1041
1042                 switch (references) {
1043                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1044                         goto activate_locked;
1045                 case PAGEREF_KEEP:
1046                         goto keep_locked;
1047                 case PAGEREF_RECLAIM:
1048                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1049                         ; /* try to reclaim the page below */
1050                 }
1051
1052                 /*
1053                  * Anonymous process memory has backing store?
1054                  * Try to allocate it some swap space here.
1055                  */
1056                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1057                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1058                                 goto keep_locked;
1059                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1060                                 goto activate_locked;
1061                         lazyfree = true;
1062                         may_enter_fs = 1;
1063
1064                         /* Adding to swap updated mapping */
1065                         mapping = page_mapping(page);
1066                 }
1067
1068                 /*
1069                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1070                  * processes. Try to unmap it here.
1071                  */
1072                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1073                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1074                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1075                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1076                         case SWAP_FAIL:
1077                                 goto activate_locked;
1078                         case SWAP_AGAIN:
1079                                 goto keep_locked;
1080                         case SWAP_MLOCK:
1081                                 goto cull_mlocked;
1082                         case SWAP_LZFREE:
1083                                 goto lazyfree;
1084                         case SWAP_SUCCESS:
1085                                 ; /* try to free the page below */
1086                         }
1087                 }
1088
1089                 if (PageDirty(page)) {
1090                         /*
1091                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1092                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1093                          * if many dirty pages have been encountered.
1094                          */
1095                         if (page_is_file_cache(page) &&
1096                                         (!current_is_kswapd() ||
1097                                          !test_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags))) {
1098                                 /*
1099                                  * Immediately reclaim when written back.
1100                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1101                                  * except we already have the page isolated
1102                                  * and know it's dirty
1103                                  */
1104                                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1105                                 SetPageReclaim(page);
1106
1107                                 goto keep_locked;
1108                         }
1109
1110                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1111                                 goto keep_locked;
1112                         if (!may_enter_fs)
1113                                 goto keep_locked;
1114                         if (!sc->may_writepage)
1115                                 goto keep_locked;
1116
1117                         /*
1118                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1119                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1120                          * starts and then write it out here.
1121                          */
1122                         try_to_unmap_flush_dirty();
1123                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1124                         case PAGE_KEEP:
1125                                 goto keep_locked;
1126                         case PAGE_ACTIVATE:
1127                                 goto activate_locked;
1128                         case PAGE_SUCCESS:
1129                                 if (PageWriteback(page))
1130                                         goto keep;
1131                                 if (PageDirty(page))
1132                                         goto keep;
1133
1134                                 /*
1135                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1136                                  * ahead and try to reclaim the page.
1137                                  */
1138                                 if (!trylock_page(page))
1139                                         goto keep;
1140                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1141                                         goto keep_locked;
1142                                 mapping = page_mapping(page);
1143                         case PAGE_CLEAN:
1144                                 ; /* try to free the page below */
1145                         }
1146                 }
1147
1148                 /*
1149                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1150                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1151                  * the page as well.
1152                  *
1153                  * We do this even if the page is PageDirty().
1154                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1155                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1156                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1157                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1158                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1159                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1160                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1161                  *
1162                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1163                  * the pages which were not successfully invalidated in
1164                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1165                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1166                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1167                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1168                  */
1169                 if (page_has_private(page)) {
1170                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1171                                 goto activate_locked;
1172                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1173                                 unlock_page(page);
1174                                 if (put_page_testzero(page))
1175                                         goto free_it;
1176                                 else {
1177                                         /*
1178                                          * rare race with speculative reference.
1179                                          * the speculative reference will free
1180                                          * this page shortly, so we may
1181                                          * increment nr_reclaimed here (and
1182                                          * leave it off the LRU).
1183                                          */
1184                                         nr_reclaimed++;
1185                                         continue;
1186                                 }
1187                         }
1188                 }
1189
1190 lazyfree:
1191                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1192                         goto keep_locked;
1193
1194                 /*
1195                  * At this point, we have no other references and there is
1196                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1197                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1198                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1199                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1200                  */
1201                 __ClearPageLocked(page);
1202 free_it:
1203                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1204                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1205
1206                 nr_reclaimed++;
1207
1208                 /*
1209                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1210                  * appear not as the counts should be low
1211                  */
1212                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1213                 continue;
1214
1215 cull_mlocked:
1216                 if (PageSwapCache(page))
1217                         try_to_free_swap(page);
1218                 unlock_page(page);
1219                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1220                 continue;
1221
1222 activate_locked:
1223                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1224                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1225                         try_to_free_swap(page);
1226                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1227                 SetPageActive(page);
1228                 pgactivate++;
1229 keep_locked:
1230                 unlock_page(page);
1231 keep:
1232                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1233                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1234         }
1235
1236         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1237         try_to_unmap_flush();
1238         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1239
1240         list_splice(&ret_pages, page_list);
1241         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1242
1243         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1244         *ret_nr_congested += nr_congested;
1245         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1246         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1247         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1248         return nr_reclaimed;
1249 }
1250
1251 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1252                                             struct list_head *page_list)
1253 {
1254         struct scan_control sc = {
1255                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1256                 .priority = DEF_PRIORITY,
1257                 .may_unmap = 1,
1258         };
1259         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1260         struct page *page, *next;
1261         LIST_HEAD(clean_pages);
1262
1263         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1264                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1265                     !isolated_balloon_page(page)) {
1266                         ClearPageActive(page);
1267                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1268                 }
1269         }
1270
1271         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone, &sc,
1272                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1273                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1274         list_splice(&clean_pages, page_list);
1275         mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1276         return ret;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1281  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1282  * freed elsewhere are also ignored.
1283  *
1284  * page:        page to consider
1285  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1286  *
1287  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1288  */
1289 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1290 {
1291         int ret = -EINVAL;
1292
1293         /* Only take pages on the LRU. */
1294         if (!PageLRU(page))
1295                 return ret;
1296
1297         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1298         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1299                 return ret;
1300
1301         ret = -EBUSY;
1302
1303         /*
1304          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1305          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1306          * blocking - clean pages for the most part.
1307          *
1308          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1309          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1310          *
1311          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1312          * that it is possible to migrate without blocking
1313          */
1314         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1315                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1316                 if (PageWriteback(page))
1317                         return ret;
1318
1319                 if (PageDirty(page)) {
1320                         struct address_space *mapping;
1321
1322                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1323                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1324                                 return ret;
1325
1326                         /*
1327                          * Only pages without mappings or that have a
1328                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1329                          * without blocking
1330                          */
1331                         mapping = page_mapping(page);
1332                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1333                                 return ret;
1334                 }
1335         }
1336
1337         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1338                 return ret;
1339
1340         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1341                 /*
1342                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1343                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1344                  * page release code relies on it.
1345                  */
1346                 ClearPageLRU(page);
1347                 ret = 0;
1348         }
1349
1350         return ret;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * zone->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1355  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1356  * and working on them outside the LRU lock.
1357  *
1358  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1359  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1360  *
1361  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1362  *
1363  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1364  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1365  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1366  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1367  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1368  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1369  * @lru:        LRU list id for isolating
1370  *
1371  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1372  */
1373 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1374                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1375                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1376                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1377 {
1378         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1379         unsigned long nr_taken = 0;
1380         unsigned long scan;
1381
1382         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1383                                         !list_empty(src); scan++) {
1384                 struct page *page;
1385                 int nr_pages;
1386
1387                 page = lru_to_page(src);
1388                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1389
1390                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1391
1392                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1393                 case 0:
1394                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1395                         mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, -nr_pages);
1396                         list_move(&page->lru, dst);
1397                         nr_taken += nr_pages;
1398                         break;
1399
1400                 case -EBUSY:
1401                         /* else it is being freed elsewhere */
1402                         list_move(&page->lru, src);
1403                         continue;
1404
1405                 default:
1406                         BUG();
1407                 }
1408         }
1409
1410         *nr_scanned = scan;
1411         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->order, nr_to_scan, scan,
1412                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1413         return nr_taken;
1414 }
1415
1416 /**
1417  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1418  * @page: page to isolate from its LRU list
1419  *
1420  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1421  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1422  *
1423  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1424  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1425  *
1426  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1427  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1428  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1429  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1430  *
1431  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1432  * found will be decremented.
1433  *
1434  * Restrictions:
1435  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1436  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1437  *     without a stable reference).
1438  * (2) the lru_lock must not be held.
1439  * (3) interrupts must be enabled.
1440  */
1441 int isolate_lru_page(struct page *page)
1442 {
1443         int ret = -EBUSY;
1444
1445         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1446         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1447
1448         if (PageLRU(page)) {
1449                 struct zone *zone = page_zone(page);
1450                 struct lruvec *lruvec;
1451
1452                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1453                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1454                 if (PageLRU(page)) {
1455                         int lru = page_lru(page);
1456                         get_page(page);
1457                         ClearPageLRU(page);
1458                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1459                         ret = 0;
1460                 }
1461                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1462         }
1463         return ret;
1464 }
1465
1466 /*
1467  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1468  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1469  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1470  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1471  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1472  */
1473 static int too_many_isolated(struct zone *zone, int file,
1474                 struct scan_control *sc)
1475 {
1476         unsigned long inactive, isolated;
1477
1478         if (current_is_kswapd())
1479                 return 0;
1480
1481         if (!sane_reclaim(sc))
1482                 return 0;
1483
1484         if (file) {
1485                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
1486                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE);
1487         } else {
1488                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1489                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
1490         }
1491
1492         /*
1493          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1494          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1495          * deadlock.
1496          */
1497         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1498                 inactive >>= 3;
1499
1500         return isolated > inactive;
1501 }
1502
1503 static noinline_for_stack void
1504 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1505 {
1506         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1507         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1508         LIST_HEAD(pages_to_free);
1509
1510         /*
1511          * Put back any unfreeable pages.
1512          */
1513         while (!list_empty(page_list)) {
1514                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1515                 int lru;
1516
1517                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1518                 list_del(&page->lru);
1519                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1520                         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1521                         putback_lru_page(page);
1522                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1523                         continue;
1524                 }
1525
1526                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1527
1528                 SetPageLRU(page);
1529                 lru = page_lru(page);
1530                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1531
1532                 if (is_active_lru(lru)) {
1533                         int file = is_file_lru(lru);
1534                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1535                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1536                 }
1537                 if (put_page_testzero(page)) {
1538                         __ClearPageLRU(page);
1539                         __ClearPageActive(page);
1540                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1541
1542                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1543                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1544                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1545                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1546                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1547                         } else
1548                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1549                 }
1550         }
1551
1552         /*
1553          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1554          */
1555         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1556 }
1557
1558 /*
1559  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1560  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1561  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1562  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1563  */
1564 static int current_may_throttle(void)
1565 {
1566         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1567                 current->backing_dev_info == NULL ||
1568                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1569 }
1570
1571 /*
1572  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_zone().  It returns the number
1573  * of reclaimed pages
1574  */
1575 static noinline_for_stack unsigned long
1576 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1577                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1578 {
1579         LIST_HEAD(page_list);
1580         unsigned long nr_scanned;
1581         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1582         unsigned long nr_taken;
1583         unsigned long nr_dirty = 0;
1584         unsigned long nr_congested = 0;
1585         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1586         unsigned long nr_writeback = 0;
1587         unsigned long nr_immediate = 0;
1588         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1589         int file = is_file_lru(lru);
1590         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1591         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1592
1593         while (unlikely(too_many_isolated(zone, file, sc))) {
1594                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1595
1596                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1597                 if (fatal_signal_pending(current))
1598                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1599         }
1600
1601         lru_add_drain();
1602
1603         if (!sc->may_unmap)
1604                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1605         if (!sc->may_writepage)
1606                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1607
1608         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1609
1610         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1611                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1612
1613         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1614         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1615
1616         if (global_reclaim(sc)) {
1617                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1618                 if (current_is_kswapd())
1619                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, zone, nr_scanned);
1620                 else
1621                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_DIRECT, zone, nr_scanned);
1622         }
1623         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1624
1625         if (nr_taken == 0)
1626                 return 0;
1627
1628         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, zone, sc, TTU_UNMAP,
1629                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1630                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1631                                 false);
1632
1633         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1634
1635         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1636
1637         if (global_reclaim(sc)) {
1638                 if (current_is_kswapd())
1639                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, zone,
1640                                                nr_reclaimed);
1641                 else
1642                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, zone,
1643                                                nr_reclaimed);
1644         }
1645
1646         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1647
1648         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1649
1650         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1651
1652         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1653         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1654
1655         /*
1656          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1657          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1658          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1659          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1660          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1661          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1662          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1663          * same way balance_dirty_pages() manages.
1664          *
1665          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1666          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1667          * are encountered in the nr_immediate check below.
1668          */
1669         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1670                 set_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
1671
1672         /*
1673          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1674          * stalling here.
1675          */
1676         if (sane_reclaim(sc)) {
1677                 /*
1678                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1679                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1680                  */
1681                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1682                         set_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
1683
1684                 /*
1685                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1686                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1687                  * the zone ZONE_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1688                  * reclaim context.
1689                  */
1690                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1691                         set_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
1692
1693                 /*
1694                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1695                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1696                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1697                  * they are written so also forcibly stall.
1698                  */
1699                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1700                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1701         }
1702
1703         /*
1704          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1705          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1706          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1707          */
1708         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1709             current_may_throttle())
1710                 wait_iff_congested(zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1711
1712         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(zone, nr_scanned, nr_reclaimed,
1713                         sc->priority, file);
1714         return nr_reclaimed;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1719  *
1720  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1721  * processes, from rmap.
1722  *
1723  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1724  * appropriate to hold zone->lru_lock across the whole operation.  But if
1725  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1726  * should drop zone->lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1727  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1728  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1729  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1730  *
1731  * The downside is that we have to touch page->_count against each page.
1732  * But we had to alter page->flags anyway.
1733  */
1734
1735 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1736                                      struct list_head *list,
1737                                      struct list_head *pages_to_free,
1738                                      enum lru_list lru)
1739 {
1740         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1741         unsigned long pgmoved = 0;
1742         struct page *page;
1743         int nr_pages;
1744
1745         while (!list_empty(list)) {
1746                 page = lru_to_page(list);
1747                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1748
1749                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1750                 SetPageLRU(page);
1751
1752                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1753                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, nr_pages);
1754                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1755                 pgmoved += nr_pages;
1756
1757                 if (put_page_testzero(page)) {
1758                         __ClearPageLRU(page);
1759                         __ClearPageActive(page);
1760                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1761
1762                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1763                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1764                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1765                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1766                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1767                         } else
1768                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1769                 }
1770         }
1771         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, pgmoved);
1772         if (!is_active_lru(lru))
1773                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1774 }
1775
1776 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1777                                struct lruvec *lruvec,
1778                                struct scan_control *sc,
1779                                enum lru_list lru)
1780 {
1781         unsigned long nr_taken;
1782         unsigned long nr_scanned;
1783         unsigned long vm_flags;
1784         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1785         LIST_HEAD(l_active);
1786         LIST_HEAD(l_inactive);
1787         struct page *page;
1788         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1789         unsigned long nr_rotated = 0;
1790         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1791         int file = is_file_lru(lru);
1792         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1793
1794         lru_add_drain();
1795
1796         if (!sc->may_unmap)
1797                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1798         if (!sc->may_writepage)
1799                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1800
1801         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1802
1803         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1804                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1805         if (global_reclaim(sc))
1806                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1807
1808         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1809
1810         __count_zone_vm_events(PGREFILL, zone, nr_scanned);
1811         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1812         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1813         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1814
1815         while (!list_empty(&l_hold)) {
1816                 cond_resched();
1817                 page = lru_to_page(&l_hold);
1818                 list_del(&page->lru);
1819
1820                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1821                         putback_lru_page(page);
1822                         continue;
1823                 }
1824
1825                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1826                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1827                                 if (page_has_private(page))
1828                                         try_to_release_page(page, 0);
1829                                 unlock_page(page);
1830                         }
1831                 }
1832
1833                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1834                                     &vm_flags)) {
1835                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1836                         /*
1837                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1838                          * give them one more trip around the active list. So
1839                          * that executable code get better chances to stay in
1840                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1841                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1842                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1843                          * so we ignore them here.
1844                          */
1845                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1846                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1847                                 continue;
1848                         }
1849                 }
1850
1851                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1852                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1853         }
1854
1855         /*
1856          * Move pages back to the lru list.
1857          */
1858         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1859         /*
1860          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1861          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1862          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1863          * get_scan_count.
1864          */
1865         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1866
1867         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1868         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
1869         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1870         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1871
1872         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
1873         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
1874 }
1875
1876 #ifdef CONFIG_SWAP
1877 static bool inactive_anon_is_low_global(struct zone *zone)
1878 {
1879         unsigned long active, inactive;
1880
1881         active = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON);
1882         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1883
1884         return inactive * zone->inactive_ratio < active;
1885 }
1886
1887 /**
1888  * inactive_anon_is_low - check if anonymous pages need to be deactivated
1889  * @lruvec: LRU vector to check
1890  *
1891  * Returns true if the zone does not have enough inactive anon pages,
1892  * meaning some active anon pages need to be deactivated.
1893  */
1894 static bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1895 {
1896         /*
1897          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
1898          * is pointless.
1899          */
1900         if (!total_swap_pages)
1901                 return false;
1902
1903         if (!mem_cgroup_disabled())
1904                 return mem_cgroup_inactive_anon_is_low(lruvec);
1905
1906         return inactive_anon_is_low_global(lruvec_zone(lruvec));
1907 }
1908 #else
1909 static inline bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1910 {
1911         return false;
1912 }
1913 #endif
1914
1915 /**
1916  * inactive_file_is_low - check if file pages need to be deactivated
1917  * @lruvec: LRU vector to check
1918  *
1919  * When the system is doing streaming IO, memory pressure here
1920  * ensures that active file pages get deactivated, until more
1921  * than half of the file pages are on the inactive list.
1922  *
1923  * Once we get to that situation, protect the system's working
1924  * set from being evicted by disabling active file page aging.
1925  *
1926  * This uses a different ratio than the anonymous pages, because
1927  * the page cache uses a use-once replacement algorithm.
1928  */
1929 static bool inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1930 {
1931         unsigned long inactive;
1932         unsigned long active;
1933
1934         inactive = get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1935         active = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1936
1937         return active > inactive;
1938 }
1939
1940 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
1941 {
1942         if (is_file_lru(lru))
1943                 return inactive_file_is_low(lruvec);
1944         else
1945                 return inactive_anon_is_low(lruvec);
1946 }
1947
1948 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
1949                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
1950 {
1951         if (is_active_lru(lru)) {
1952                 if (inactive_list_is_low(lruvec, lru))
1953                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1954                 return 0;
1955         }
1956
1957         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1958 }
1959
1960 enum scan_balance {
1961         SCAN_EQUAL,
1962         SCAN_FRACT,
1963         SCAN_ANON,
1964         SCAN_FILE,
1965 };
1966
1967 /*
1968  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
1969  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
1970  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
1971  * onto the active list instead of evict.
1972  *
1973  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
1974  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
1975  */
1976 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
1977                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
1978                            unsigned long *lru_pages)
1979 {
1980         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
1981         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1982         u64 fraction[2];
1983         u64 denominator = 0;    /* gcc */
1984         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1985         unsigned long anon_prio, file_prio;
1986         enum scan_balance scan_balance;
1987         unsigned long anon, file;
1988         bool force_scan = false;
1989         unsigned long ap, fp;
1990         enum lru_list lru;
1991         bool some_scanned;
1992         int pass;
1993
1994         /*
1995          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
1996          * results in no scanning on this priority and a potential
1997          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
1998          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
1999          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2000          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2001          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2002          * well.
2003          */
2004         if (current_is_kswapd()) {
2005                 if (!zone_reclaimable(zone))
2006                         force_scan = true;
2007                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2008                         force_scan = true;
2009         }
2010         if (!global_reclaim(sc))
2011                 force_scan = true;
2012
2013         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2014         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2015                 scan_balance = SCAN_FILE;
2016                 goto out;
2017         }
2018
2019         /*
2020          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2021          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2022          * disable swapping for individual groups completely when
2023          * using the memory controller's swap limit feature would be
2024          * too expensive.
2025          */
2026         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2027                 scan_balance = SCAN_FILE;
2028                 goto out;
2029         }
2030
2031         /*
2032          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2033          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2034          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2035          */
2036         if (!sc->priority && swappiness) {
2037                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2038                 goto out;
2039         }
2040
2041         /*
2042          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2043          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2044          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2045          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2046          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2047          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2048          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2049          */
2050         if (global_reclaim(sc)) {
2051                 unsigned long zonefile;
2052                 unsigned long zonefree;
2053
2054                 zonefree = zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2055                 zonefile = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
2056                            zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2057
2058                 if (unlikely(zonefile + zonefree <= high_wmark_pages(zone))) {
2059                         scan_balance = SCAN_ANON;
2060                         goto out;
2061                 }
2062         }
2063
2064         /*
2065          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2066          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2067          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2068          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2069          * Without the second condition we could end up never scanning an
2070          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2071          * system is under heavy pressure.
2072          */
2073         if (!inactive_file_is_low(lruvec) &&
2074             get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE) >> sc->priority) {
2075                 scan_balance = SCAN_FILE;
2076                 goto out;
2077         }
2078
2079         scan_balance = SCAN_FRACT;
2080
2081         /*
2082          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2083          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2084          */
2085         anon_prio = swappiness;
2086         file_prio = 200 - anon_prio;
2087
2088         /*
2089          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2090          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2091          * ratios to determine how valuable each cache is.
2092          *
2093          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2094          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2095          * up weighing recent references more than old ones.
2096          *
2097          * anon in [0], file in [1]
2098          */
2099
2100         anon  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2101                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2102         file  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2103                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2104
2105         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2106         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2107                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2108                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2109         }
2110
2111         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2112                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2113                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2114         }
2115
2116         /*
2117          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2118          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2119          * each list that were recently referenced and in active use.
2120          */
2121         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2122         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2123
2124         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2125         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2126         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2127
2128         fraction[0] = ap;
2129         fraction[1] = fp;
2130         denominator = ap + fp + 1;
2131 out:
2132         some_scanned = false;
2133         /* Only use force_scan on second pass. */
2134         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2135                 *lru_pages = 0;
2136                 for_each_evictable_lru(lru) {
2137                         int file = is_file_lru(lru);
2138                         unsigned long size;
2139                         unsigned long scan;
2140
2141                         size = get_lru_size(lruvec, lru);
2142                         scan = size >> sc->priority;
2143
2144                         if (!scan && pass && force_scan)
2145                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2146
2147                         switch (scan_balance) {
2148                         case SCAN_EQUAL:
2149                                 /* Scan lists relative to size */
2150                                 break;
2151                         case SCAN_FRACT:
2152                                 /*
2153                                  * Scan types proportional to swappiness and
2154                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2155                                  */
2156                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2157                                                         denominator);
2158                                 break;
2159                         case SCAN_FILE:
2160                         case SCAN_ANON:
2161                                 /* Scan one type exclusively */
2162                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2163                                         size = 0;
2164                                         scan = 0;
2165                                 }
2166                                 break;
2167                         default:
2168                                 /* Look ma, no brain */
2169                                 BUG();
2170                         }
2171
2172                         *lru_pages += size;
2173                         nr[lru] = scan;
2174
2175                         /*
2176                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2177                          * if we found something to scan.
2178                          */
2179                         some_scanned |= !!scan;
2180                 }
2181         }
2182 }
2183
2184 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
2185 static void init_tlb_ubc(void)
2186 {
2187         /*
2188          * This deliberately does not clear the cpumask as it's expensive
2189          * and unnecessary. If there happens to be data in there then the
2190          * first SWAP_CLUSTER_MAX pages will send an unnecessary IPI and
2191          * then will be cleared.
2192          */
2193         current->tlb_ubc.flush_required = false;
2194 }
2195 #else
2196 static inline void init_tlb_ubc(void)
2197 {
2198 }
2199 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
2200
2201 /*
2202  * This is a basic per-zone page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2203  */
2204 static void shrink_zone_memcg(struct zone *zone, struct mem_cgroup *memcg,
2205                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2206 {
2207         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2208         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2209         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2210         unsigned long nr_to_scan;
2211         enum lru_list lru;
2212         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2213         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2214         struct blk_plug plug;
2215         bool scan_adjusted;
2216
2217         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2218
2219         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2220         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2221
2222         /*
2223          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2224          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2225          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2226          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2227          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2228          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2229          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2230          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2231          * dropped to zero at the first pass.
2232          */
2233         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2234                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2235
2236         init_tlb_ubc();
2237
2238         blk_start_plug(&plug);
2239         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2240                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2241                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2242                 unsigned long nr_scanned;
2243
2244                 for_each_evictable_lru(lru) {
2245                         if (nr[lru]) {
2246                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2247                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2248
2249                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2250                                                             lruvec, sc);
2251                         }
2252                 }
2253
2254                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2255                         continue;
2256
2257                 /*
2258                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2259                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2260                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2261                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2262                  * proportional to the original scan target.
2263                  */
2264                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2265                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2266
2267                 /*
2268                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2269                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2270                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2271                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2272                  */
2273                 if (!nr_file || !nr_anon)
2274                         break;
2275
2276                 if (nr_file > nr_anon) {
2277                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2278                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2279                         lru = LRU_BASE;
2280                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2281                 } else {
2282                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2283                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2284                         lru = LRU_FILE;
2285                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2286                 }
2287
2288                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2289                 nr[lru] = 0;
2290                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2291
2292                 /*
2293                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2294                  * scan target and the percentage scanning already complete
2295                  */
2296                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2297                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2298                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2299                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2300
2301                 lru += LRU_ACTIVE;
2302                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2303                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2304                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2305
2306                 scan_adjusted = true;
2307         }
2308         blk_finish_plug(&plug);
2309         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2310
2311         /*
2312          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2313          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2314          */
2315         if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2316                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2317                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2318
2319         throttle_vm_writeout(sc->gfp_mask);
2320 }
2321
2322 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2323 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2324 {
2325         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2326                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2327                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2328                 return true;
2329
2330         return false;
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2335  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2336  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2337  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2338  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2339  */
2340 static inline bool should_continue_reclaim(struct zone *zone,
2341                                         unsigned long nr_reclaimed,
2342                                         unsigned long nr_scanned,
2343                                         struct scan_control *sc)
2344 {
2345         unsigned long pages_for_compaction;
2346         unsigned long inactive_lru_pages;
2347
2348         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2349         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2350                 return false;
2351
2352         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2353         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2354                 /*
2355                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2356                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2357                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2358                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2359                  */
2360                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2361                         return false;
2362         } else {
2363                 /*
2364                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2365                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2366                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2367                  * pages that were scanned. This will return to the
2368                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2369                  * the resulting allocation attempt fails
2370                  */
2371                 if (!nr_reclaimed)
2372                         return false;
2373         }
2374
2375         /*
2376          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2377          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2378          */
2379         pages_for_compaction = (2UL << sc->order);
2380         inactive_lru_pages = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2381         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2382                 inactive_lru_pages += zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
2383         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2384                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2385                 return true;
2386
2387         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2388         switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, 0)) {
2389         case COMPACT_PARTIAL:
2390         case COMPACT_CONTINUE:
2391                 return false;
2392         default:
2393                 return true;
2394         }
2395 }
2396
2397 static bool shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc,
2398                         bool is_classzone)
2399 {
2400         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2401         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2402         bool reclaimable = false;
2403
2404         do {
2405                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2406                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2407                         .zone = zone,
2408                         .priority = sc->priority,
2409                 };
2410                 unsigned long zone_lru_pages = 0;
2411                 struct mem_cgroup *memcg;
2412
2413                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2414                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2415
2416                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2417                 do {
2418                         unsigned long lru_pages;
2419                         unsigned long reclaimed;
2420                         unsigned long scanned;
2421
2422                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2423                                 if (!sc->may_thrash)
2424                                         continue;
2425                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2426                         }
2427
2428                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2429                         scanned = sc->nr_scanned;
2430
2431                         shrink_zone_memcg(zone, memcg, sc, &lru_pages);
2432                         zone_lru_pages += lru_pages;
2433
2434                         if (memcg && is_classzone)
2435                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone),
2436                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2437                                             lru_pages);
2438
2439                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2440                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2441                                    sc->nr_scanned - scanned,
2442                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2443
2444                         /*
2445                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2446                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2447                          * zone.
2448                          *
2449                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2450                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2451                          * retry with decreasing priority if one round over the
2452                          * whole hierarchy is not sufficient.
2453                          */
2454                         if (!global_reclaim(sc) &&
2455                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2456                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2457                                 break;
2458                         }
2459                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2460
2461                 /*
2462                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2463                  * the eligible LRU pages were scanned.
2464                  */
2465                 if (global_reclaim(sc) && is_classzone)
2466                         shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone), NULL,
2467                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2468                                     zone_lru_pages);
2469
2470                 if (reclaim_state) {
2471                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2472                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2473                 }
2474
2475                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2476                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2477                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2478                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2479
2480                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2481                         reclaimable = true;
2482
2483         } while (should_continue_reclaim(zone, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2484                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2485
2486         return reclaimable;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Returns true if compaction should go ahead for a high-order request, or
2491  * the high-order allocation would succeed without compaction.
2492  */
2493 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, int order)
2494 {
2495         unsigned long balance_gap, watermark;
2496         bool watermark_ok;
2497
2498         /*
2499          * Compaction takes time to run and there are potentially other
2500          * callers using the pages just freed. Continue reclaiming until
2501          * there is a buffer of free pages available to give compaction
2502          * a reasonable chance of completing and allocating the page
2503          */
2504         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
2505                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
2506         watermark = high_wmark_pages(zone) + balance_gap + (2UL << order);
2507         watermark_ok = zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, 0);
2508
2509         /*
2510          * If compaction is deferred, reclaim up to a point where
2511          * compaction will have a chance of success when re-enabled
2512          */
2513         if (compaction_deferred(zone, order))
2514                 return watermark_ok;
2515
2516         /*
2517          * If compaction is not ready to start and allocation is not likely
2518          * to succeed without it, then keep reclaiming.
2519          */
2520         if (compaction_suitable(zone, order, 0, 0) == COMPACT_SKIPPED)
2521                 return false;
2522
2523         return watermark_ok;
2524 }
2525
2526 /*
2527  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2528  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2529  * request.
2530  *
2531  * We reclaim from a zone even if that zone is over high_wmark_pages(zone).
2532  * Because:
2533  * a) The caller may be trying to free *extra* pages to satisfy a higher-order
2534  *    allocation or
2535  * b) The target zone may be at high_wmark_pages(zone) but the lower zones
2536  *    must go *over* high_wmark_pages(zone) to satisfy the `incremental min'
2537  *    zone defense algorithm.
2538  *
2539  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2540  * scan then give up on it.
2541  *
2542  * Returns true if a zone was reclaimable.
2543  */
2544 static bool shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2545 {
2546         struct zoneref *z;
2547         struct zone *zone;
2548         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2549         unsigned long nr_soft_scanned;
2550         gfp_t orig_mask;
2551         enum zone_type requested_highidx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2552         bool reclaimable = false;
2553
2554         /*
2555          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2556          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2557          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2558          */
2559         orig_mask = sc->gfp_mask;
2560         if (buffer_heads_over_limit)
2561                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2562
2563         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2564                                         requested_highidx, sc->nodemask) {
2565                 enum zone_type classzone_idx;
2566
2567                 if (!populated_zone(zone))
2568                         continue;
2569
2570                 classzone_idx = requested_highidx;
2571                 while (!populated_zone(zone->zone_pgdat->node_zones +
2572                                                         classzone_idx))
2573                         classzone_idx--;
2574
2575                 /*
2576                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2577                  * to global LRU.
2578                  */
2579                 if (global_reclaim(sc)) {
2580                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2581                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2582                                 continue;
2583
2584                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2585                             !zone_reclaimable(zone))
2586                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2587
2588                         /*
2589                          * If we already have plenty of memory free for
2590                          * compaction in this zone, don't free any more.
2591                          * Even though compaction is invoked for any
2592                          * non-zero order, only frequent costly order
2593                          * reclamation is disruptive enough to become a
2594                          * noticeable problem, like transparent huge
2595                          * page allocations.
2596                          */
2597                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2598                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2599                             zonelist_zone_idx(z) <= requested_highidx &&
2600                             compaction_ready(zone, sc->order)) {
2601                                 sc->compaction_ready = true;
2602                                 continue;
2603                         }
2604
2605                         /*
2606                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2607                          * and returns the number of reclaimed pages and
2608                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2609                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2610                          */
2611                         nr_soft_scanned = 0;
2612                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
2613                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2614                                                 &nr_soft_scanned);
2615                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2616                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2617                         if (nr_soft_reclaimed)
2618                                 reclaimable = true;
2619                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2620                 }
2621
2622                 if (shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx))
2623                         reclaimable = true;
2624
2625                 if (global_reclaim(sc) &&
2626                     !reclaimable && zone_reclaimable(zone))
2627                         reclaimable = true;
2628         }
2629
2630         /*
2631          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2632          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2633          */
2634         sc->gfp_mask = orig_mask;
2635
2636         return reclaimable;
2637 }
2638
2639 /*
2640  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2641  *
2642  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2643  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2644  *
2645  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2646  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2647  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2648  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2649  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2650  * work, and the allocation attempt will fail.
2651  *
2652  * returns:     0, if no pages reclaimed
2653  *              else, the number of pages reclaimed
2654  */
2655 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2656                                           struct scan_control *sc)
2657 {
2658         int initial_priority = sc->priority;
2659         unsigned long total_scanned = 0;
2660         unsigned long writeback_threshold;
2661         bool zones_reclaimable;
2662 retry:
2663         delayacct_freepages_start();
2664
2665         if (global_reclaim(sc))
2666                 count_vm_event(ALLOCSTALL);
2667
2668         do {
2669                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2670                                 sc->priority);
2671                 sc->nr_scanned = 0;
2672                 zones_reclaimable = shrink_zones(zonelist, sc);
2673
2674                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2675                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2676                         break;
2677
2678                 if (sc->compaction_ready)
2679                         break;
2680
2681                 /*
2682                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2683                  * writepage even in laptop mode.
2684                  */
2685                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2686                         sc->may_writepage = 1;
2687
2688                 /*
2689                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2690                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2691                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2692                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2693                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2694                  */
2695                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2696                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2697                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2698                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2699                         sc->may_writepage = 1;
2700                 }
2701         } while (--sc->priority >= 0);
2702
2703         delayacct_freepages_end();
2704
2705         if (sc->nr_reclaimed)
2706                 return sc->nr_reclaimed;
2707
2708         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2709         if (sc->compaction_ready)
2710                 return 1;
2711
2712         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2713         if (!sc->may_thrash) {
2714                 sc->priority = initial_priority;
2715                 sc->may_thrash = 1;
2716                 goto retry;
2717         }
2718
2719         /* Any of the zones still reclaimable?  Don't OOM. */
2720         if (zones_reclaimable)
2721                 return 1;
2722
2723         return 0;
2724 }
2725
2726 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2727 {
2728         struct zone *zone;
2729         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2730         unsigned long free_pages = 0;
2731         int i;
2732         bool wmark_ok;
2733
2734         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2735                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2736                 if (!populated_zone(zone) ||
2737                     zone_reclaimable_pages(zone) == 0)
2738                         continue;
2739
2740                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2741                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2742         }
2743
2744         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2745         if (!pfmemalloc_reserve)
2746                 return true;
2747
2748         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2749
2750         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2751         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2752                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx,
2753                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2754                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2755         }
2756
2757         return wmark_ok;
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2762  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2763  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2764  * when the low watermark is reached.
2765  *
2766  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2767  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2768  */
2769 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2770                                         nodemask_t *nodemask)
2771 {
2772         struct zoneref *z;
2773         struct zone *zone;
2774         pg_data_t *pgdat = NULL;
2775
2776         /*
2777          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2778          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2779          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2780          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2781          * processes to block on log_wait_commit().
2782          */
2783         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2784                 goto out;
2785
2786         /*
2787          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2788          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2789          */
2790         if (fatal_signal_pending(current))
2791                 goto out;
2792
2793         /*
2794          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2795          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2796          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2797          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2798          *
2799          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2800          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2801          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2802          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2803          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2804          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2805          * should make reasonable progress.
2806          */
2807         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2808                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2809                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2810                         continue;
2811
2812                 /* Throttle based on the first usable node */
2813                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2814                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2815                         goto out;
2816                 break;
2817         }
2818
2819         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2820         if (!pgdat)
2821                 goto out;
2822
2823         /* Account for the throttling */
2824         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2825
2826         /*
2827          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2828          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2829          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2830          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2831          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2832          * second before continuing.
2833          */
2834         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2835                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2836                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2837
2838                 goto check_pending;
2839         }
2840
2841         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2842         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2843                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2844
2845 check_pending:
2846         if (fatal_signal_pending(current))
2847                 return true;
2848
2849 out:
2850         return false;
2851 }
2852
2853 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2854                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2855 {
2856         unsigned long nr_reclaimed;
2857         struct scan_control sc = {
2858                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2859                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2860                 .order = order,
2861                 .nodemask = nodemask,
2862                 .priority = DEF_PRIORITY,
2863                 .may_writepage = !laptop_mode,
2864                 .may_unmap = 1,
2865                 .may_swap = 1,
2866         };
2867
2868         /*
2869          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2870          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2871          * point.
2872          */
2873         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2874                 return 1;
2875
2876         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2877                                 sc.may_writepage,
2878                                 gfp_mask);
2879
2880         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2881
2882         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2883
2884         return nr_reclaimed;
2885 }
2886
2887 #ifdef CONFIG_MEMCG
2888
2889 unsigned long mem_cgroup_shrink_node_zone(struct mem_cgroup *memcg,
2890                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2891                                                 struct zone *zone,
2892                                                 unsigned long *nr_scanned)
2893 {
2894         struct scan_control sc = {
2895                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2896                 .target_mem_cgroup = memcg,
2897                 .may_writepage = !laptop_mode,
2898                 .may_unmap = 1,
2899                 .may_swap = !noswap,
2900         };
2901         unsigned long lru_pages;
2902
2903         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2904                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2905
2906         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2907                                                       sc.may_writepage,
2908                                                       sc.gfp_mask);
2909
2910         /*
2911          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2912          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
2913          * if we don't reclaim here, the shrink_zone from balance_pgdat
2914          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
2915          * the priority and make it zero.
2916          */
2917         shrink_zone_memcg(zone, memcg, &sc, &lru_pages);
2918
2919         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
2920
2921         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
2922         return sc.nr_reclaimed;
2923 }
2924
2925 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
2926                                            unsigned long nr_pages,
2927                                            gfp_t gfp_mask,
2928                                            bool may_swap)
2929 {
2930         struct zonelist *zonelist;
2931         unsigned long nr_reclaimed;
2932         int nid;
2933         struct scan_control sc = {
2934                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
2935                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2936                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
2937                 .target_mem_cgroup = memcg,
2938                 .priority = DEF_PRIORITY,
2939                 .may_writepage = !laptop_mode,
2940                 .may_unmap = 1,
2941                 .may_swap = may_swap,
2942         };
2943
2944         /*
2945          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
2946          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
2947          * scan does not need to be the current node.
2948          */
2949         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
2950
2951         zonelist = NODE_DATA(nid)->node_zonelists;
2952
2953         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
2954                                             sc.may_writepage,
2955                                             sc.gfp_mask);
2956
2957         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2958
2959         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
2960
2961         return nr_reclaimed;
2962 }
2963 #endif
2964
2965 static void age_active_anon(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2966 {
2967         struct mem_cgroup *memcg;
2968
2969         if (!total_swap_pages)
2970                 return;
2971
2972         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
2973         do {
2974                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2975
2976                 if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2977                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2978                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2979
2980                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
2981         } while (memcg);
2982 }
2983
2984 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order,
2985                           unsigned long balance_gap, int classzone_idx)
2986 {
2987         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, high_wmark_pages(zone) +
2988                                     balance_gap, classzone_idx))
2989                 return false;
2990
2991         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && order && compaction_suitable(zone,
2992                                 order, 0, classzone_idx) == COMPACT_SKIPPED)
2993                 return false;
2994
2995         return true;
2996 }
2997
2998 /*
2999  * pgdat_balanced() is used when checking if a node is balanced.
3000  *
3001  * For order-0, all zones must be balanced!
3002  *
3003  * For high-order allocations only zones that meet watermarks and are in a
3004  * zone allowed by the callers classzone_idx are added to balanced_pages. The
3005  * total of balanced pages must be at least 25% of the zones allowed by
3006  * classzone_idx for the node to be considered balanced. Forcing all zones to
3007  * be balanced for high orders can cause excessive reclaim when there are
3008  * imbalanced zones.
3009  * The choice of 25% is due to
3010  *   o a 16M DMA zone that is balanced will not balance a zone on any
3011  *     reasonable sized machine
3012  *   o On all other machines, the top zone must be at least a reasonable
3013  *     percentage of the middle zones. For example, on 32-bit x86, highmem
3014  *     would need to be at least 256M for it to be balance a whole node.
3015  *     Similarly, on x86-64 the Normal zone would need to be at least 1G
3016  *     to balance a node on its own. These seemed like reasonable ratios.
3017  */
3018 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3019 {
3020         unsigned long managed_pages = 0;
3021         unsigned long balanced_pages = 0;
3022         int i;
3023
3024         /* Check the watermark levels */
3025         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3026                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3027
3028                 if (!populated_zone(zone))
3029                         continue;
3030
3031                 managed_pages += zone->managed_pages;
3032
3033                 /*
3034                  * A special case here:
3035                  *
3036                  * balance_pgdat() skips over all_unreclaimable after
3037                  * DEF_PRIORITY. Effectively, it considers them balanced so
3038                  * they must be considered balanced here as well!
3039                  */
3040                 if (!zone_reclaimable(zone)) {
3041                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3042                         continue;
3043                 }
3044
3045                 if (zone_balanced(zone, order, 0, i))
3046                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3047                 else if (!order)
3048                         return false;
3049         }
3050
3051         if (order)
3052                 return balanced_pages >= (managed_pages >> 2);
3053         else
3054                 return true;
3055 }
3056
3057 /*
3058  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3059  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3060  *
3061  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3062  */
3063 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, long remaining,
3064                                         int classzone_idx)
3065 {
3066         /* If a direct reclaimer woke kswapd within HZ/10, it's premature */
3067         if (remaining)
3068                 return false;
3069
3070         /*
3071          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3072          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3073          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3074          * throttled. There is also a potential race if processes get
3075          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3076          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3077          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3078          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3079          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3080          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3081          * that here we are under prepare_to_wait().
3082          */
3083         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3084                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3085
3086         return pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx);
3087 }
3088
3089 /*
3090  * kswapd shrinks the zone by the number of pages required to reach
3091  * the high watermark.
3092  *
3093  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3094  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3095  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3096  */
3097 static bool kswapd_shrink_zone(struct zone *zone,
3098                                int classzone_idx,
3099                                struct scan_control *sc,
3100                                unsigned long *nr_attempted)
3101 {
3102         int testorder = sc->order;
3103         unsigned long balance_gap;
3104         bool lowmem_pressure;
3105
3106         /* Reclaim above the high watermark. */
3107         sc->nr_to_reclaim = max(SWAP_CLUSTER_MAX, high_wmark_pages(zone));
3108
3109         /*
3110          * Kswapd reclaims only single pages with compaction enabled. Trying
3111          * too hard to reclaim until contiguous free pages have become
3112          * available can hurt performance by evicting too much useful data
3113          * from memory. Do not reclaim more than needed for compaction.
3114          */
3115         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
3116                         compaction_suitable(zone, sc->order, 0, classzone_idx)
3117                                                         != COMPACT_SKIPPED)
3118                 testorder = 0;
3119
3120         /*
3121          * We put equal pressure on every zone, unless one zone has way too
3122          * many pages free already. The "too many pages" is defined as the
3123          * high wmark plus a "gap" where the gap is either the low
3124          * watermark or 1% of the zone, whichever is smaller.
3125          */
3126         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
3127                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
3128
3129         /*
3130          * If there is no low memory pressure or the zone is balanced then no
3131          * reclaim is necessary
3132          */
3133         lowmem_pressure = (buffer_heads_over_limit && is_highmem(zone));
3134         if (!lowmem_pressure && zone_balanced(zone, testorder,
3135                                                 balance_gap, classzone_idx))
3136                 return true;
3137
3138         shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx);
3139
3140         /* Account for the number of pages attempted to reclaim */
3141         *nr_attempted += sc->nr_to_reclaim;
3142
3143         clear_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
3144
3145         /*
3146          * If a zone reaches its high watermark, consider it to be no longer
3147          * congested. It's possible there are dirty pages backed by congested
3148          * BDIs but as pressure is relieved, speculatively avoid congestion
3149          * waits.
3150          */
3151         if (zone_reclaimable(zone) &&
3152             zone_balanced(zone, testorder, 0, classzone_idx)) {
3153                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3154                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3155         }
3156
3157         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3158 }
3159
3160 /*
3161  * For kswapd, balance_pgdat() will work across all this node's zones until
3162  * they are all at high_wmark_pages(zone).
3163  *
3164  * Returns the final order kswapd was reclaiming at
3165  *
3166  * There is special handling here for zones which are full of pinned pages.
3167  * This can happen if the pages are all mlocked, or if they are all used by
3168  * device drivers (say, ZONE_DMA).  Or if they are all in use by hugetlb.
3169  * What we do is to detect the case where all pages in the zone have been
3170  * scanned twice and there has been zero successful reclaim.  Mark the zone as
3171  * dead and from now on, only perform a short scan.  Basically we're polling
3172  * the zone for when the problem goes away.
3173  *
3174  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3175  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3176  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), we scan that zone and the
3177  * lower zones regardless of the number of free pages in the lower zones. This
3178  * interoperates with the page allocator fallback scheme to ensure that aging
3179  * of pages is balanced across the zones.
3180  */
3181 static unsigned long balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order,
3182                                                         int *classzone_idx)
3183 {
3184         int i;
3185         int end_zone = 0;       /* Inclusive.  0 = ZONE_DMA */
3186         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3187         unsigned long nr_soft_scanned;
3188         struct scan_control sc = {
3189                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3190                 .order = order,
3191                 .priority = DEF_PRIORITY,
3192                 .may_writepage = !laptop_mode,
3193                 .may_unmap = 1,
3194                 .may_swap = 1,
3195         };
3196         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3197
3198         do {
3199                 unsigned long nr_attempted = 0;
3200                 bool raise_priority = true;
3201                 bool pgdat_needs_compaction = (order > 0);
3202
3203                 sc.nr_reclaimed = 0;
3204
3205                 /*
3206                  * Scan in the highmem->dma direction for the highest
3207                  * zone which needs scanning
3208                  */
3209                 for (i = pgdat->nr_zones - 1; i >= 0; i--) {
3210                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3211
3212                         if (!populated_zone(zone))
3213                                 continue;
3214
3215                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3216                             !zone_reclaimable(zone))
3217                                 continue;
3218
3219                         /*
3220                          * Do some background aging of the anon list, to give
3221                          * pages a chance to be referenced before reclaiming.
3222                          */
3223                         age_active_anon(zone, &sc);
3224
3225                         /*
3226                          * If the number of buffer_heads in the machine
3227                          * exceeds the maximum allowed level and this node
3228                          * has a highmem zone, force kswapd to reclaim from
3229                          * it to relieve lowmem pressure.
3230                          */
3231                         if (buffer_heads_over_limit && is_highmem_idx(i)) {
3232                                 end_zone = i;
3233                                 break;
3234                         }
3235
3236                         if (!zone_balanced(zone, order, 0, 0)) {
3237                                 end_zone = i;
3238                                 break;
3239                         } else {
3240                                 /*
3241                                  * If balanced, clear the dirty and congested
3242                                  * flags
3243                                  */
3244                                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3245                                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3246                         }
3247                 }
3248
3249                 if (i < 0)
3250                         goto out;
3251
3252                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3253                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3254
3255                         if (!populated_zone(zone))
3256                                 continue;
3257
3258                         /*
3259                          * If any zone is currently balanced then kswapd will
3260                          * not call compaction as it is expected that the
3261                          * necessary pages are already available.
3262                          */
3263                         if (pgdat_needs_compaction &&
3264                                         zone_watermark_ok(zone, order,
3265                                                 low_wmark_pages(zone),
3266                                                 *classzone_idx, 0))
3267                                 pgdat_needs_compaction = false;
3268                 }
3269
3270                 /*
3271                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3272                  * even in laptop mode.
3273                  */
3274                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3275                         sc.may_writepage = 1;
3276
3277                 /*
3278                  * Now scan the zone in the dma->highmem direction, stopping
3279                  * at the last zone which needs scanning.
3280                  *
3281                  * We do this because the page allocator works in the opposite
3282                  * direction.  This prevents the page allocator from allocating
3283                  * pages behind kswapd's direction of progress, which would
3284                  * cause too much scanning of the lower zones.
3285                  */
3286                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3287                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3288
3289                         if (!populated_zone(zone))
3290                                 continue;
3291
3292                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3293                             !zone_reclaimable(zone))
3294                                 continue;
3295
3296                         sc.nr_scanned = 0;
3297
3298                         nr_soft_scanned = 0;
3299                         /*
3300                          * Call soft limit reclaim before calling shrink_zone.
3301                          */
3302                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
3303                                                         order, sc.gfp_mask,
3304                                                         &nr_soft_scanned);
3305                         sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3306
3307                         /*
3308                          * There should be no need to raise the scanning
3309                          * priority if enough pages are already being scanned
3310                          * that that high watermark would be met at 100%
3311                          * efficiency.
3312                          */
3313                         if (kswapd_shrink_zone(zone, end_zone,
3314                                                &sc, &nr_attempted))
3315                                 raise_priority = false;
3316                 }
3317
3318                 /*
3319                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3320                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3321                  * able to safely make forward progress. Wake them
3322                  */
3323                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3324                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3325                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3326
3327                 /*
3328                  * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced
3329                  * for high-order allocations in all zones. If twice the
3330                  * allocation size has been reclaimed and the zones are still
3331                  * not balanced then recheck the watermarks at order-0 to
3332                  * prevent kswapd reclaiming excessively. Assume that a
3333                  * process requested a high-order can direct reclaim/compact.
3334                  */
3335                 if (order && sc.nr_reclaimed >= 2UL << order)
3336                         order = sc.order = 0;
3337
3338                 /* Check if kswapd should be suspending */
3339                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3340                         break;
3341
3342                 /*
3343                  * Compact if necessary and kswapd is reclaiming at least the
3344                  * high watermark number of pages as requsted
3345                  */
3346                 if (pgdat_needs_compaction && sc.nr_reclaimed > nr_attempted)
3347                         compact_pgdat(pgdat, order);
3348
3349                 /*
3350                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3351                  * progress in reclaiming pages
3352                  */
3353                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3354                         sc.priority--;
3355         } while (sc.priority >= 1 &&
3356                  !pgdat_balanced(pgdat, order, *classzone_idx));
3357
3358 out:
3359         /*
3360          * Return the order we were reclaiming at so prepare_kswapd_sleep()
3361          * makes a decision on the order we were last reclaiming at. However,
3362          * if another caller entered the allocator slow path while kswapd
3363          * was awake, order will remain at the higher level
3364          */
3365         *classzone_idx = end_zone;
3366         return order;
3367 }
3368
3369 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3370 {
3371         long remaining = 0;
3372         DEFINE_WAIT(wait);
3373
3374         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3375                 return;
3376
3377         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3378
3379         /* Try to sleep for a short interval */
3380         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3381                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3382                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3383                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3384         }
3385
3386         /*
3387          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3388          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3389          */
3390         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3391                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3392
3393                 /*
3394                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3395                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3396                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3397                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3398                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3399                  * them before going back to sleep.
3400                  */
3401                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3402
3403                 /*
3404                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3405                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3406                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3407                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3408                  */
3409                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3410
3411                 if (!kthread_should_stop())
3412                         schedule();
3413
3414                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3415         } else {
3416                 if (remaining)
3417                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3418                 else
3419                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3420         }
3421         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3422 }
3423
3424 /*
3425  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3426  * from the init process.
3427  *
3428  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3429  * free memory available even if there is no other activity
3430  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3431  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3432  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3433  *
3434  * If there are applications that are active memory-allocators
3435  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3436  */
3437 static int kswapd(void *p)
3438 {
3439         unsigned long order, new_order;
3440         unsigned balanced_order;
3441         int classzone_idx, new_classzone_idx;
3442         int balanced_classzone_idx;
3443         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3444         struct task_struct *tsk = current;
3445
3446         struct reclaim_state reclaim_state = {
3447                 .reclaimed_slab = 0,
3448         };
3449         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3450
3451         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3452
3453         if (!cpumask_empty(cpumask))
3454                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3455         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3456
3457         /*
3458          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3459          * and that if we need more memory we should get access to it
3460          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3461          * never get caught in the normal page freeing logic.
3462          *
3463          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3464          * you need a small amount of memory in order to be able to
3465          * page out something else, and this flag essentially protects
3466          * us from recursively trying to free more memory as we're
3467          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3468          */
3469         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3470         set_freezable();
3471
3472         order = new_order = 0;
3473         balanced_order = 0;
3474         classzone_idx = new_classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3475         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3476         for ( ; ; ) {
3477                 bool ret;
3478
3479                 /*
3480                  * If the last balance_pgdat was unsuccessful it's unlikely a
3481                  * new request of a similar or harder type will succeed soon
3482                  * so consider going to sleep on the basis we reclaimed at
3483                  */
3484                 if (balanced_classzone_idx >= new_classzone_idx &&
3485                                         balanced_order == new_order) {
3486                         new_order = pgdat->kswapd_max_order;
3487                         new_classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3488                         pgdat->kswapd_max_order =  0;
3489                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3490                 }
3491
3492                 if (order < new_order || classzone_idx > new_classzone_idx) {
3493                         /*
3494                          * Don't sleep if someone wants a larger 'order'
3495                          * allocation or has tigher zone constraints
3496                          */
3497                         order = new_order;
3498                         classzone_idx = new_classzone_idx;
3499                 } else {
3500                         kswapd_try_to_sleep(pgdat, balanced_order,
3501                                                 balanced_classzone_idx);
3502                         order = pgdat->kswapd_max_order;
3503                         classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3504                         new_order = order;
3505                         new_classzone_idx = classzone_idx;
3506                         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3507                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3508                 }
3509
3510                 ret = try_to_freeze();
3511                 if (kthread_should_stop())
3512                         break;
3513
3514                 /*
3515                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3516                  * after returning from the refrigerator
3517                  */
3518                 if (!ret) {
3519                         trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, order);
3520                         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3521                         balanced_order = balance_pgdat(pgdat, order,
3522                                                 &balanced_classzone_idx);
3523                 }
3524         }
3525
3526         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3527         current->reclaim_state = NULL;
3528         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3529
3530         return 0;
3531 }
3532
3533 /*
3534  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3535  */
3536 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3537 {
3538         pg_data_t *pgdat;
3539
3540         if (!populated_zone(zone))
3541                 return;
3542
3543         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3544                 return;
3545         pgdat = zone->zone_pgdat;
3546         if (pgdat->kswapd_max_order < order) {
3547                 pgdat->kswapd_max_order = order;
3548                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx, classzone_idx);
3549         }
3550         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3551                 return;
3552         if (zone_balanced(zone, order, 0, 0))
3553                 return;
3554
3555         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3556         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3557 }
3558
3559 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3560 /*
3561  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3562  * freed pages.
3563  *
3564  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3565  * LRU order by reclaiming preferentially
3566  * inactive > active > active referenced > active mapped
3567  */
3568 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3569 {
3570         struct reclaim_state reclaim_state;
3571         struct scan_control sc = {
3572                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3573                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3574                 .priority = DEF_PRIORITY,
3575                 .may_writepage = 1,
3576                 .may_unmap = 1,
3577                 .may_swap = 1,
3578                 .hibernation_mode = 1,
3579         };
3580         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3581         struct task_struct *p = current;
3582         unsigned long nr_reclaimed;
3583
3584         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3585         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3586         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3587         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3588
3589         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3590
3591         p->reclaim_state = NULL;
3592         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3593         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3594
3595         return nr_reclaimed;
3596 }
3597 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3598
3599 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3600    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3601    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3602    restore their cpu bindings. */
3603 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3604                         void *hcpu)
3605 {
3606         int nid;
3607
3608         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3609                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3610                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3611                         const struct cpumask *mask;
3612
3613                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3614
3615                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3616                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3617                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3618                 }
3619         }
3620         return NOTIFY_OK;
3621 }
3622
3623 /*
3624  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3625  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3626  */
3627 int kswapd_run(int nid)
3628 {
3629         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3630         int ret = 0;
3631
3632         if (pgdat->kswapd)
3633                 return 0;
3634
3635         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3636         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3637                 /* failure at boot is fatal */
3638                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3639                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3640                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3641                 pgdat->kswapd = NULL;
3642         }
3643         return ret;
3644 }
3645
3646 /*
3647  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3648  * hold mem_hotplug_begin/end().
3649  */
3650 void kswapd_stop(int nid)
3651 {
3652         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3653
3654         if (kswapd) {
3655                 kthread_stop(kswapd);
3656                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3657         }
3658 }
3659
3660 static int __init kswapd_init(void)
3661 {
3662         int nid;
3663
3664         swap_setup();
3665         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3666                 kswapd_run(nid);
3667         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3668         return 0;
3669 }
3670
3671 module_init(kswapd_init)
3672
3673 #ifdef CONFIG_NUMA
3674 /*
3675  * Zone reclaim mode
3676  *
3677  * If non-zero call zone_reclaim when the number of free pages falls below
3678  * the watermarks.
3679  */
3680 int zone_reclaim_mode __read_mostly;
3681
3682 #define RECLAIM_OFF 0
3683 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3684 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3685 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3686
3687 /*
3688  * Priority for ZONE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3689  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3690  * a zone.
3691  */
3692 #define ZONE_RECLAIM_PRIORITY 4
3693
3694 /*
3695  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for zone_reclaim to
3696  * occur.
3697  */
3698 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3699
3700 /*
3701  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3702  * slab reclaim needs to occur.
3703  */
3704 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3705
3706 static inline unsigned long zone_unmapped_file_pages(struct zone *zone)
3707 {
3708         unsigned long file_mapped = zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED);
3709         unsigned long file_lru = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
3710                 zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE);
3711
3712         /*
3713          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3714          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3715          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3716          */
3717         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3718 }
3719
3720 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3721 static unsigned long zone_pagecache_reclaimable(struct zone *zone)
3722 {
3723         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3724         unsigned long delta = 0;
3725
3726         /*
3727          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3728          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3729          * pages like swapcache and zone_unmapped_file_pages() provides
3730          * a better estimate
3731          */
3732         if (zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3733                 nr_pagecache_reclaimable = zone_page_state(zone, NR_FILE_PAGES);
3734         else
3735                 nr_pagecache_reclaimable = zone_unmapped_file_pages(zone);
3736
3737         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3738         if (!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3739                 delta += zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY);
3740
3741         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3742         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3743                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3744
3745         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3746 }
3747
3748 /*
3749  * Try to free up some pages from this zone through reclaim.
3750  */
3751 static int __zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3752 {
3753         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3754         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3755         struct task_struct *p = current;
3756         struct reclaim_state reclaim_state;
3757         struct scan_control sc = {
3758                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3759                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3760                 .order = order,
3761                 .priority = ZONE_RECLAIM_PRIORITY,
3762                 .may_writepage = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3763                 .may_unmap = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3764                 .may_swap = 1,
3765         };
3766
3767         cond_resched();
3768         /*
3769          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3770          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3771          * and RECLAIM_UNMAP.
3772          */
3773         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3774         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3775         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3776         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3777
3778         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) > zone->min_unmapped_pages) {
3779                 /*
3780                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3781                  * priorities until we have enough memory freed.
3782                  */
3783                 do {
3784                         shrink_zone(zone, &sc, true);
3785                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3786         }
3787
3788         p->reclaim_state = NULL;
3789         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3790         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3791         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3792 }
3793
3794 int zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3795 {
3796         int node_id;
3797         int ret;
3798
3799         /*
3800          * Zone reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3801          * slab pages if we are over the defined limits.
3802          *
3803          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3804          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3805          * thrown out if the zone is overallocated. So we do not reclaim
3806          * if less than a specified percentage of the zone is used by
3807          * unmapped file backed pages.
3808          */
3809         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) <= zone->min_unmapped_pages &&
3810             zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= zone->min_slab_pages)
3811                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3812
3813         if (!zone_reclaimable(zone))
3814                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3815
3816         /*
3817          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3818          */
3819         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3820                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3821
3822         /*
3823          * Only run zone reclaim on the local zone or on zones that do not
3824          * have associated processors. This will favor the local processor
3825          * over remote processors and spread off node memory allocations
3826          * as wide as possible.
3827          */
3828         node_id = zone_to_nid(zone);
3829         if (node_state(node_id, N_CPU) && node_id != numa_node_id())
3830                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3831
3832         if (test_and_set_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags))
3833                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3834
3835         ret = __zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
3836         clear_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
3837
3838         if (!ret)
3839                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3840
3841         return ret;
3842 }
3843 #endif
3844
3845 /*
3846  * page_evictable - test whether a page is evictable
3847  * @page: the page to test
3848  *
3849  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3850  * lists vs unevictable list.
3851  *
3852  * Reasons page might not be evictable:
3853  * (1) page's mapping marked unevictable
3854  * (2) page is part of an mlocked VMA
3855  *
3856  */
3857 int page_evictable(struct page *page)
3858 {
3859         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3860 }
3861
3862 #ifdef CONFIG_SHMEM
3863 /**
3864  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3865  * @pages:      array of pages to check
3866  * @nr_pages:   number of pages to check
3867  *
3868  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3869  *
3870  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3871  */
3872 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3873 {
3874         struct lruvec *lruvec;
3875         struct zone *zone = NULL;
3876         int pgscanned = 0;
3877         int pgrescued = 0;
3878         int i;
3879
3880         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3881                 struct page *page = pages[i];
3882                 struct zone *pagezone;
3883
3884                 pgscanned++;
3885                 pagezone = page_zone(page);
3886                 if (pagezone != zone) {
3887                         if (zone)
3888                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3889                         zone = pagezone;
3890                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
3891                 }
3892                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
3893
3894                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3895                         continue;
3896
3897                 if (page_evictable(page)) {
3898                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3899
3900                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3901                         ClearPageUnevictable(page);
3902                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3903                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3904                         pgrescued++;
3905                 }
3906         }
3907
3908         if (zone) {
3909                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3910                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3911                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3912         }
3913 }
3914 #endif /* CONFIG_SHMEM */