mm: remove SWAP_DIRTY in ttu
[linux-2.6-microblaze.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/sched/mm.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/gfp.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmpressure.h>
26 #include <linux/vmstat.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
31                                         buffer_heads_over_limit */
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/backing-dev.h>
34 #include <linux/rmap.h>
35 #include <linux/topology.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/compaction.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/rwsem.h>
41 #include <linux/delay.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <linux/freezer.h>
44 #include <linux/memcontrol.h>
45 #include <linux/delayacct.h>
46 #include <linux/sysctl.h>
47 #include <linux/oom.h>
48 #include <linux/prefetch.h>
49 #include <linux/printk.h>
50 #include <linux/dax.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/div64.h>
54
55 #include <linux/swapops.h>
56 #include <linux/balloon_compaction.h>
57
58 #include "internal.h"
59
60 #define CREATE_TRACE_POINTS
61 #include <trace/events/vmscan.h>
62
63 struct scan_control {
64         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
65         unsigned long nr_to_reclaim;
66
67         /* This context's GFP mask */
68         gfp_t gfp_mask;
69
70         /* Allocation order */
71         int order;
72
73         /*
74          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
75          * are scanned.
76          */
77         nodemask_t      *nodemask;
78
79         /*
80          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
81          * primary target of this reclaim invocation.
82          */
83         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
84
85         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
86         int priority;
87
88         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
89         enum zone_type reclaim_idx;
90
91         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
92         unsigned int may_writepage:1;
93
94         /* Can mapped pages be reclaimed? */
95         unsigned int may_unmap:1;
96
97         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
98         unsigned int may_swap:1;
99
100         /*
101          * Cgroups are not reclaimed below their configured memory.low,
102          * unless we threaten to OOM. If any cgroups are skipped due to
103          * memory.low and nothing was reclaimed, go back for memory.low.
104          */
105         unsigned int memcg_low_reclaim:1;
106         unsigned int memcg_low_skipped:1;
107
108         unsigned int hibernation_mode:1;
109
110         /* One of the zones is ready for compaction */
111         unsigned int compaction_ready:1;
112
113         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
114         unsigned long nr_scanned;
115
116         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
117         unsigned long nr_reclaimed;
118 };
119
120 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
121 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
122         do {                                                            \
123                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
124                         struct page *prev;                              \
125                                                                         \
126                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
127                         prefetch(&prev->_field);                        \
128                 }                                                       \
129         } while (0)
130 #else
131 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
132 #endif
133
134 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
135 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
136         do {                                                            \
137                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
138                         struct page *prev;                              \
139                                                                         \
140                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
141                         prefetchw(&prev->_field);                       \
142                 }                                                       \
143         } while (0)
144 #else
145 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
146 #endif
147
148 /*
149  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
150  */
151 int vm_swappiness = 60;
152 /*
153  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
154  * zones.
155  */
156 unsigned long vm_total_pages;
157
158 static LIST_HEAD(shrinker_list);
159 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
160
161 #ifdef CONFIG_MEMCG
162 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
163 {
164         return !sc->target_mem_cgroup;
165 }
166
167 /**
168  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
169  * @sc: scan_control in question
170  *
171  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
172  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
173  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
174  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
175  * allocation and configurability.
176  *
177  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
178  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
179  */
180 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
181 {
182         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
183
184         if (!memcg)
185                 return true;
186 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
187         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
188                 return true;
189 #endif
190         return false;
191 }
192 #else
193 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
194 {
195         return true;
196 }
197
198 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
199 {
200         return true;
201 }
202 #endif
203
204 /*
205  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
206  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
207  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
208  */
209 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
210 {
211         unsigned long nr;
212
213         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
214                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
215         if (get_nr_swap_pages() > 0)
216                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
217                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
218
219         return nr;
220 }
221
222 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
223 {
224         unsigned long nr;
225
226         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
227              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
228              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
229
230         if (get_nr_swap_pages() > 0)
231                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
232                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
233                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
234
235         return nr;
236 }
237
238 /**
239  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
240  * @lruvec: lru vector
241  * @lru: lru to use
242  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
243  */
244 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
245 {
246         unsigned long lru_size;
247         int zid;
248
249         if (!mem_cgroup_disabled())
250                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
251         else
252                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
253
254         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
255                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
256                 unsigned long size;
257
258                 if (!managed_zone(zone))
259                         continue;
260
261                 if (!mem_cgroup_disabled())
262                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
263                 else
264                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
265                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
266                 lru_size -= min(size, lru_size);
267         }
268
269         return lru_size;
270
271 }
272
273 /*
274  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
275  */
276 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
277 {
278         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
279
280         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
281                 size *= nr_node_ids;
282
283         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
284         if (!shrinker->nr_deferred)
285                 return -ENOMEM;
286
287         down_write(&shrinker_rwsem);
288         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
289         up_write(&shrinker_rwsem);
290         return 0;
291 }
292 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
293
294 /*
295  * Remove one
296  */
297 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
298 {
299         down_write(&shrinker_rwsem);
300         list_del(&shrinker->list);
301         up_write(&shrinker_rwsem);
302         kfree(shrinker->nr_deferred);
303 }
304 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
305
306 #define SHRINK_BATCH 128
307
308 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
309                                     struct shrinker *shrinker,
310                                     unsigned long nr_scanned,
311                                     unsigned long nr_eligible)
312 {
313         unsigned long freed = 0;
314         unsigned long long delta;
315         long total_scan;
316         long freeable;
317         long nr;
318         long new_nr;
319         int nid = shrinkctl->nid;
320         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
321                                           : SHRINK_BATCH;
322         long scanned = 0, next_deferred;
323
324         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
325         if (freeable == 0)
326                 return 0;
327
328         /*
329          * copy the current shrinker scan count into a local variable
330          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
331          * don't also do this scanning work.
332          */
333         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
334
335         total_scan = nr;
336         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
337         delta *= freeable;
338         do_div(delta, nr_eligible + 1);
339         total_scan += delta;
340         if (total_scan < 0) {
341                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
342                        shrinker->scan_objects, total_scan);
343                 total_scan = freeable;
344                 next_deferred = nr;
345         } else
346                 next_deferred = total_scan;
347
348         /*
349          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
350          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
351          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
352          * nr being built up so when a shrink that can do some work
353          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
354          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
355          * memory.
356          *
357          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
358          * a large delta change is calculated directly.
359          */
360         if (delta < freeable / 4)
361                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
362
363         /*
364          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
365          * never try to free more than twice the estimate number of
366          * freeable entries.
367          */
368         if (total_scan > freeable * 2)
369                 total_scan = freeable * 2;
370
371         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
372                                    nr_scanned, nr_eligible,
373                                    freeable, delta, total_scan);
374
375         /*
376          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
377          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
378          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
379          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
380          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
381          * objects spread over several slabs with usage less than the
382          * batch_size.
383          *
384          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
385          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
386          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
387          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
388          * possible.
389          */
390         while (total_scan >= batch_size ||
391                total_scan >= freeable) {
392                 unsigned long ret;
393                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
394
395                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
396                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
397                 if (ret == SHRINK_STOP)
398                         break;
399                 freed += ret;
400
401                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
402                 total_scan -= nr_to_scan;
403                 scanned += nr_to_scan;
404
405                 cond_resched();
406         }
407
408         if (next_deferred >= scanned)
409                 next_deferred -= scanned;
410         else
411                 next_deferred = 0;
412         /*
413          * move the unused scan count back into the shrinker in a
414          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
415          * scan, there is no need to do an update.
416          */
417         if (next_deferred > 0)
418                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
419                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
420         else
421                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
422
423         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
424         return freed;
425 }
426
427 /**
428  * shrink_slab - shrink slab caches
429  * @gfp_mask: allocation context
430  * @nid: node whose slab caches to target
431  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
432  * @nr_scanned: pressure numerator
433  * @nr_eligible: pressure denominator
434  *
435  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
436  *
437  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
438  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
439  *
440  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
441  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
442  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
443  * shrinkers are called.
444  *
445  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
446  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
447  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
448  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
449  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
450  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
451  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
452  *
453  * Returns the number of reclaimed slab objects.
454  */
455 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
456                                  struct mem_cgroup *memcg,
457                                  unsigned long nr_scanned,
458                                  unsigned long nr_eligible)
459 {
460         struct shrinker *shrinker;
461         unsigned long freed = 0;
462
463         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
464                 return 0;
465
466         if (nr_scanned == 0)
467                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
468
469         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
470                 /*
471                  * If we would return 0, our callers would understand that we
472                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
473                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
474                  * time.
475                  */
476                 freed = 1;
477                 goto out;
478         }
479
480         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
481                 struct shrink_control sc = {
482                         .gfp_mask = gfp_mask,
483                         .nid = nid,
484                         .memcg = memcg,
485                 };
486
487                 /*
488                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
489                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
490                  * passing NULL for memcg.
491                  */
492                 if (memcg_kmem_enabled() &&
493                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
494                         continue;
495
496                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
497                         sc.nid = 0;
498
499                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
500         }
501
502         up_read(&shrinker_rwsem);
503 out:
504         cond_resched();
505         return freed;
506 }
507
508 void drop_slab_node(int nid)
509 {
510         unsigned long freed;
511
512         do {
513                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
514
515                 freed = 0;
516                 do {
517                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
518                                              1000, 1000);
519                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
520         } while (freed > 10);
521 }
522
523 void drop_slab(void)
524 {
525         int nid;
526
527         for_each_online_node(nid)
528                 drop_slab_node(nid);
529 }
530
531 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
532 {
533         /*
534          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
535          * that isolated the page, the page cache radix tree and
536          * optional buffer heads at page->private.
537          */
538         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
539 }
540
541 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
542 {
543         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
544                 return 1;
545         if (!inode_write_congested(inode))
546                 return 1;
547         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
548                 return 1;
549         return 0;
550 }
551
552 /*
553  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
554  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
555  * fsync(), msync() or close().
556  *
557  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
558  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
559  * that page is locked, the mapping is pinned.
560  *
561  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
562  * __GFP_FS.
563  */
564 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
565                                 struct page *page, int error)
566 {
567         lock_page(page);
568         if (page_mapping(page) == mapping)
569                 mapping_set_error(mapping, error);
570         unlock_page(page);
571 }
572
573 /* possible outcome of pageout() */
574 typedef enum {
575         /* failed to write page out, page is locked */
576         PAGE_KEEP,
577         /* move page to the active list, page is locked */
578         PAGE_ACTIVATE,
579         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
580         PAGE_SUCCESS,
581         /* page is clean and locked */
582         PAGE_CLEAN,
583 } pageout_t;
584
585 /*
586  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
587  * Calls ->writepage().
588  */
589 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
590                          struct scan_control *sc)
591 {
592         /*
593          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
594          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
595          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
596          * stalls if we need to run get_block().  We could test
597          * PagePrivate for that.
598          *
599          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
600          * this page's queue, we can perform writeback even if that
601          * will block.
602          *
603          * If the page is swapcache, write it back even if that would
604          * block, for some throttling. This happens by accident, because
605          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
606          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
607          */
608         if (!is_page_cache_freeable(page))
609                 return PAGE_KEEP;
610         if (!mapping) {
611                 /*
612                  * Some data journaling orphaned pages can have
613                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
614                  */
615                 if (page_has_private(page)) {
616                         if (try_to_free_buffers(page)) {
617                                 ClearPageDirty(page);
618                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
619                                 return PAGE_CLEAN;
620                         }
621                 }
622                 return PAGE_KEEP;
623         }
624         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
625                 return PAGE_ACTIVATE;
626         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
627                 return PAGE_KEEP;
628
629         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
630                 int res;
631                 struct writeback_control wbc = {
632                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
633                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
634                         .range_start = 0,
635                         .range_end = LLONG_MAX,
636                         .for_reclaim = 1,
637                 };
638
639                 SetPageReclaim(page);
640                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
641                 if (res < 0)
642                         handle_write_error(mapping, page, res);
643                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
644                         ClearPageReclaim(page);
645                         return PAGE_ACTIVATE;
646                 }
647
648                 if (!PageWriteback(page)) {
649                         /* synchronous write or broken a_ops? */
650                         ClearPageReclaim(page);
651                 }
652                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
653                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
654                 return PAGE_SUCCESS;
655         }
656
657         return PAGE_CLEAN;
658 }
659
660 /*
661  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
662  * gets returned with a refcount of 0.
663  */
664 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
665                             bool reclaimed)
666 {
667         unsigned long flags;
668
669         BUG_ON(!PageLocked(page));
670         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
671
672         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
673         /*
674          * The non racy check for a busy page.
675          *
676          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
677          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
678          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
679          * here, then the following race may occur:
680          *
681          * get_user_pages(&page);
682          * [user mapping goes away]
683          * write_to(page);
684          *                              !PageDirty(page)    [good]
685          * SetPageDirty(page);
686          * put_page(page);
687          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
688          *
689          * [oops, our write_to data is lost]
690          *
691          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
692          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
693          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
694          *
695          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
696          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
697          */
698         if (!page_ref_freeze(page, 2))
699                 goto cannot_free;
700         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
701         if (unlikely(PageDirty(page))) {
702                 page_ref_unfreeze(page, 2);
703                 goto cannot_free;
704         }
705
706         if (PageSwapCache(page)) {
707                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
708                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
709                 __delete_from_swap_cache(page);
710                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
711                 swapcache_free(swap);
712         } else {
713                 void (*freepage)(struct page *);
714                 void *shadow = NULL;
715
716                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
717                 /*
718                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
719                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
720                  *
721                  * But don't store shadows in an address space that is
722                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
723                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
724                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
725                  * back.
726                  *
727                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
728                  * only page cache pages found in these are zero pages
729                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
730                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
731                  * same page_tree.
732                  */
733                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
734                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
735                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
736                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
737                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
738
739                 if (freepage != NULL)
740                         freepage(page);
741         }
742
743         return 1;
744
745 cannot_free:
746         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
747         return 0;
748 }
749
750 /*
751  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
752  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
753  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
754  * this page.
755  */
756 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
757 {
758         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
759                 /*
760                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
761                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
762                  * atomic operation.
763                  */
764                 page_ref_unfreeze(page, 1);
765                 return 1;
766         }
767         return 0;
768 }
769
770 /**
771  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
772  * @page: page to be put back to appropriate lru list
773  *
774  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
775  * Page may still be unevictable for other reasons.
776  *
777  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
778  */
779 void putback_lru_page(struct page *page)
780 {
781         bool is_unevictable;
782         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
783
784         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
785
786 redo:
787         ClearPageUnevictable(page);
788
789         if (page_evictable(page)) {
790                 /*
791                  * For evictable pages, we can use the cache.
792                  * In event of a race, worst case is we end up with an
793                  * unevictable page on [in]active list.
794                  * We know how to handle that.
795                  */
796                 is_unevictable = false;
797                 lru_cache_add(page);
798         } else {
799                 /*
800                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
801                  * list.
802                  */
803                 is_unevictable = true;
804                 add_page_to_unevictable_list(page);
805                 /*
806                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
807                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
808                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
809                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
810                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
811                  * the page back to the evictable list.
812                  *
813                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
814                  */
815                 smp_mb();
816         }
817
818         /*
819          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
820          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
821          * check after we added it to the list, again.
822          */
823         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
824                 if (!isolate_lru_page(page)) {
825                         put_page(page);
826                         goto redo;
827                 }
828                 /* This means someone else dropped this page from LRU
829                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
830                  * nothing to do here.
831                  */
832         }
833
834         if (was_unevictable && !is_unevictable)
835                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
836         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
837                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
838
839         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
840 }
841
842 enum page_references {
843         PAGEREF_RECLAIM,
844         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
845         PAGEREF_KEEP,
846         PAGEREF_ACTIVATE,
847 };
848
849 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
850                                                   struct scan_control *sc)
851 {
852         int referenced_ptes, referenced_page;
853         unsigned long vm_flags;
854
855         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
856                                           &vm_flags);
857         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
858
859         /*
860          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
861          * move the page to the unevictable list.
862          */
863         if (vm_flags & VM_LOCKED)
864                 return PAGEREF_RECLAIM;
865
866         if (referenced_ptes) {
867                 if (PageSwapBacked(page))
868                         return PAGEREF_ACTIVATE;
869                 /*
870                  * All mapped pages start out with page table
871                  * references from the instantiating fault, so we need
872                  * to look twice if a mapped file page is used more
873                  * than once.
874                  *
875                  * Mark it and spare it for another trip around the
876                  * inactive list.  Another page table reference will
877                  * lead to its activation.
878                  *
879                  * Note: the mark is set for activated pages as well
880                  * so that recently deactivated but used pages are
881                  * quickly recovered.
882                  */
883                 SetPageReferenced(page);
884
885                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
886                         return PAGEREF_ACTIVATE;
887
888                 /*
889                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
890                  */
891                 if (vm_flags & VM_EXEC)
892                         return PAGEREF_ACTIVATE;
893
894                 return PAGEREF_KEEP;
895         }
896
897         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
898         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
899                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
900
901         return PAGEREF_RECLAIM;
902 }
903
904 /* Check if a page is dirty or under writeback */
905 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
906                                        bool *dirty, bool *writeback)
907 {
908         struct address_space *mapping;
909
910         /*
911          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
912          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
913          */
914         if (!page_is_file_cache(page) ||
915             (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page))) {
916                 *dirty = false;
917                 *writeback = false;
918                 return;
919         }
920
921         /* By default assume that the page flags are accurate */
922         *dirty = PageDirty(page);
923         *writeback = PageWriteback(page);
924
925         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
926         if (!page_has_private(page))
927                 return;
928
929         mapping = page_mapping(page);
930         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
931                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
932 }
933
934 struct reclaim_stat {
935         unsigned nr_dirty;
936         unsigned nr_unqueued_dirty;
937         unsigned nr_congested;
938         unsigned nr_writeback;
939         unsigned nr_immediate;
940         unsigned nr_activate;
941         unsigned nr_ref_keep;
942         unsigned nr_unmap_fail;
943 };
944
945 /*
946  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
947  */
948 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
949                                       struct pglist_data *pgdat,
950                                       struct scan_control *sc,
951                                       enum ttu_flags ttu_flags,
952                                       struct reclaim_stat *stat,
953                                       bool force_reclaim)
954 {
955         LIST_HEAD(ret_pages);
956         LIST_HEAD(free_pages);
957         int pgactivate = 0;
958         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
959         unsigned nr_dirty = 0;
960         unsigned nr_congested = 0;
961         unsigned nr_reclaimed = 0;
962         unsigned nr_writeback = 0;
963         unsigned nr_immediate = 0;
964         unsigned nr_ref_keep = 0;
965         unsigned nr_unmap_fail = 0;
966
967         cond_resched();
968
969         while (!list_empty(page_list)) {
970                 struct address_space *mapping;
971                 struct page *page;
972                 int may_enter_fs;
973                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
974                 bool dirty, writeback;
975                 int ret = SWAP_SUCCESS;
976
977                 cond_resched();
978
979                 page = lru_to_page(page_list);
980                 list_del(&page->lru);
981
982                 if (!trylock_page(page))
983                         goto keep;
984
985                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
986
987                 sc->nr_scanned++;
988
989                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
990                         goto cull_mlocked;
991
992                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
993                         goto keep_locked;
994
995                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
996                 if ((page_mapped(page) || PageSwapCache(page)) &&
997                     !(PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)))
998                         sc->nr_scanned++;
999
1000                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
1001                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
1002
1003                 /*
1004                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
1005                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1006                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1007                  * is all dirty unqueued pages.
1008                  */
1009                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1010                 if (dirty || writeback)
1011                         nr_dirty++;
1012
1013                 if (dirty && !writeback)
1014                         nr_unqueued_dirty++;
1015
1016                 /*
1017                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1018                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1019                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1020                  * end of the LRU a second time.
1021                  */
1022                 mapping = page_mapping(page);
1023                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1024                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1025                     (writeback && PageReclaim(page)))
1026                         nr_congested++;
1027
1028                 /*
1029                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1030                  * are three cases to consider.
1031                  *
1032                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1033                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1034                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1035                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1036                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1037                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1038                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1039                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1040                  *    caller can stall after page list has been processed.
1041                  *
1042                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1043                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1044                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1045                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1046                  *    reclaim and continue scanning.
1047                  *
1048                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1049                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1050                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1051                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1052                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1053                  *    would probably show more reasons.
1054                  *
1055                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1056                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1057                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1058                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1059                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1060                  *
1061                  * In cases 1) and 2) we activate the pages to get them out of
1062                  * the way while we continue scanning for clean pages on the
1063                  * inactive list and refilling from the active list. The
1064                  * observation here is that waiting for disk writes is more
1065                  * expensive than potentially causing reloads down the line.
1066                  * Since they're marked for immediate reclaim, they won't put
1067                  * memory pressure on the cache working set any longer than it
1068                  * takes to write them to disk.
1069                  */
1070                 if (PageWriteback(page)) {
1071                         /* Case 1 above */
1072                         if (current_is_kswapd() &&
1073                             PageReclaim(page) &&
1074                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1075                                 nr_immediate++;
1076                                 goto activate_locked;
1077
1078                         /* Case 2 above */
1079                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1080                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1081                                 /*
1082                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1083                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1084                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1085                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1086                                  * enough to care.  What we do want is for this
1087                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1088                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1089                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1090                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1091                                  */
1092                                 SetPageReclaim(page);
1093                                 nr_writeback++;
1094                                 goto activate_locked;
1095
1096                         /* Case 3 above */
1097                         } else {
1098                                 unlock_page(page);
1099                                 wait_on_page_writeback(page);
1100                                 /* then go back and try same page again */
1101                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1102                                 continue;
1103                         }
1104                 }
1105
1106                 if (!force_reclaim)
1107                         references = page_check_references(page, sc);
1108
1109                 switch (references) {
1110                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1111                         goto activate_locked;
1112                 case PAGEREF_KEEP:
1113                         nr_ref_keep++;
1114                         goto keep_locked;
1115                 case PAGEREF_RECLAIM:
1116                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1117                         ; /* try to reclaim the page below */
1118                 }
1119
1120                 /*
1121                  * Anonymous process memory has backing store?
1122                  * Try to allocate it some swap space here.
1123                  * Lazyfree page could be freed directly
1124                  */
1125                 if (PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
1126                     !PageSwapCache(page)) {
1127                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1128                                 goto keep_locked;
1129                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1130                                 goto activate_locked;
1131                         may_enter_fs = 1;
1132
1133                         /* Adding to swap updated mapping */
1134                         mapping = page_mapping(page);
1135                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1136                         /* Split file THP */
1137                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1138                                 goto keep_locked;
1139                 }
1140
1141                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1142
1143                 /*
1144                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1145                  * processes. Try to unmap it here.
1146                  */
1147                 if (page_mapped(page)) {
1148                         switch (ret = try_to_unmap(page,
1149                                 ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH)) {
1150                         case SWAP_FAIL:
1151                                 nr_unmap_fail++;
1152                                 goto activate_locked;
1153                         case SWAP_AGAIN:
1154                                 goto keep_locked;
1155                         case SWAP_MLOCK:
1156                                 goto cull_mlocked;
1157                         case SWAP_SUCCESS:
1158                                 ; /* try to free the page below */
1159                         }
1160                 }
1161
1162                 if (PageDirty(page)) {
1163                         /*
1164                          * Only kswapd can writeback filesystem pages
1165                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1166                          * injecting inefficient single-page IO into
1167                          * flusher writeback as much as possible: only
1168                          * write pages when we've encountered many
1169                          * dirty pages, and when we've already scanned
1170                          * the rest of the LRU for clean pages and see
1171                          * the same dirty pages again (PageReclaim).
1172                          */
1173                         if (page_is_file_cache(page) &&
1174                             (!current_is_kswapd() || !PageReclaim(page) ||
1175                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1176                                 /*
1177                                  * Immediately reclaim when written back.
1178                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1179                                  * except we already have the page isolated
1180                                  * and know it's dirty
1181                                  */
1182                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1183                                 SetPageReclaim(page);
1184
1185                                 goto activate_locked;
1186                         }
1187
1188                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1189                                 goto keep_locked;
1190                         if (!may_enter_fs)
1191                                 goto keep_locked;
1192                         if (!sc->may_writepage)
1193                                 goto keep_locked;
1194
1195                         /*
1196                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1197                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1198                          * starts and then write it out here.
1199                          */
1200                         try_to_unmap_flush_dirty();
1201                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1202                         case PAGE_KEEP:
1203                                 goto keep_locked;
1204                         case PAGE_ACTIVATE:
1205                                 goto activate_locked;
1206                         case PAGE_SUCCESS:
1207                                 if (PageWriteback(page))
1208                                         goto keep;
1209                                 if (PageDirty(page))
1210                                         goto keep;
1211
1212                                 /*
1213                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1214                                  * ahead and try to reclaim the page.
1215                                  */
1216                                 if (!trylock_page(page))
1217                                         goto keep;
1218                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1219                                         goto keep_locked;
1220                                 mapping = page_mapping(page);
1221                         case PAGE_CLEAN:
1222                                 ; /* try to free the page below */
1223                         }
1224                 }
1225
1226                 /*
1227                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1228                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1229                  * the page as well.
1230                  *
1231                  * We do this even if the page is PageDirty().
1232                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1233                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1234                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1235                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1236                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1237                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1238                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1239                  *
1240                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1241                  * the pages which were not successfully invalidated in
1242                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1243                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1244                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1245                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1246                  */
1247                 if (page_has_private(page)) {
1248                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1249                                 goto activate_locked;
1250                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1251                                 unlock_page(page);
1252                                 if (put_page_testzero(page))
1253                                         goto free_it;
1254                                 else {
1255                                         /*
1256                                          * rare race with speculative reference.
1257                                          * the speculative reference will free
1258                                          * this page shortly, so we may
1259                                          * increment nr_reclaimed here (and
1260                                          * leave it off the LRU).
1261                                          */
1262                                         nr_reclaimed++;
1263                                         continue;
1264                                 }
1265                         }
1266                 }
1267
1268                 if (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)) {
1269                         /* follow __remove_mapping for reference */
1270                         if (!page_ref_freeze(page, 1))
1271                                 goto keep_locked;
1272                         if (PageDirty(page)) {
1273                                 page_ref_unfreeze(page, 1);
1274                                 goto keep_locked;
1275                         }
1276
1277                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1278                 } else if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1279                         goto keep_locked;
1280                 /*
1281                  * At this point, we have no other references and there is
1282                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1283                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1284                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1285                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1286                  */
1287                 __ClearPageLocked(page);
1288 free_it:
1289                 nr_reclaimed++;
1290
1291                 /*
1292                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1293                  * appear not as the counts should be low
1294                  */
1295                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1296                 continue;
1297
1298 cull_mlocked:
1299                 if (PageSwapCache(page))
1300                         try_to_free_swap(page);
1301                 unlock_page(page);
1302                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1303                 continue;
1304
1305 activate_locked:
1306                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1307                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1308                         try_to_free_swap(page);
1309                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1310                 SetPageActive(page);
1311                 pgactivate++;
1312 keep_locked:
1313                 unlock_page(page);
1314 keep:
1315                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1316                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1317         }
1318
1319         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1320         try_to_unmap_flush();
1321         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1322
1323         list_splice(&ret_pages, page_list);
1324         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1325
1326         if (stat) {
1327                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1328                 stat->nr_congested = nr_congested;
1329                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1330                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1331                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1332                 stat->nr_activate = pgactivate;
1333                 stat->nr_ref_keep = nr_ref_keep;
1334                 stat->nr_unmap_fail = nr_unmap_fail;
1335         }
1336         return nr_reclaimed;
1337 }
1338
1339 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1340                                             struct list_head *page_list)
1341 {
1342         struct scan_control sc = {
1343                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1344                 .priority = DEF_PRIORITY,
1345                 .may_unmap = 1,
1346         };
1347         unsigned long ret;
1348         struct page *page, *next;
1349         LIST_HEAD(clean_pages);
1350
1351         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1352                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1353                     !__PageMovable(page)) {
1354                         ClearPageActive(page);
1355                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1356                 }
1357         }
1358
1359         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1360                         TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1361         list_splice(&clean_pages, page_list);
1362         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1363         return ret;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1368  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1369  * freed elsewhere are also ignored.
1370  *
1371  * page:        page to consider
1372  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1373  *
1374  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1375  */
1376 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1377 {
1378         int ret = -EINVAL;
1379
1380         /* Only take pages on the LRU. */
1381         if (!PageLRU(page))
1382                 return ret;
1383
1384         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1385         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1386                 return ret;
1387
1388         ret = -EBUSY;
1389
1390         /*
1391          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1392          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1393          * blocking - clean pages for the most part.
1394          *
1395          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1396          * that it is possible to migrate without blocking
1397          */
1398         if (mode & ISOLATE_ASYNC_MIGRATE) {
1399                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1400                 if (PageWriteback(page))
1401                         return ret;
1402
1403                 if (PageDirty(page)) {
1404                         struct address_space *mapping;
1405
1406                         /*
1407                          * Only pages without mappings or that have a
1408                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1409                          * without blocking
1410                          */
1411                         mapping = page_mapping(page);
1412                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1413                                 return ret;
1414                 }
1415         }
1416
1417         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1418                 return ret;
1419
1420         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1421                 /*
1422                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1423                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1424                  * page release code relies on it.
1425                  */
1426                 ClearPageLRU(page);
1427                 ret = 0;
1428         }
1429
1430         return ret;
1431 }
1432
1433
1434 /*
1435  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1436  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1437  */
1438 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1439                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1440 {
1441         int zid;
1442
1443         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1444                 if (!nr_zone_taken[zid])
1445                         continue;
1446
1447                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1448 #ifdef CONFIG_MEMCG
1449                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1450 #endif
1451         }
1452
1453 }
1454
1455 /*
1456  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1457  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1458  * and working on them outside the LRU lock.
1459  *
1460  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1461  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1462  *
1463  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1464  *
1465  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1466  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1467  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1468  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1469  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1470  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1471  * @lru:        LRU list id for isolating
1472  *
1473  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1474  */
1475 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1476                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1477                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1478                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1479 {
1480         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1481         unsigned long nr_taken = 0;
1482         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1483         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1484         unsigned long skipped = 0;
1485         unsigned long scan, nr_pages;
1486         LIST_HEAD(pages_skipped);
1487
1488         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1489                                         !list_empty(src); scan++) {
1490                 struct page *page;
1491
1492                 page = lru_to_page(src);
1493                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1494
1495                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1496
1497                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1498                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1499                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1500                         continue;
1501                 }
1502
1503                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1504                 case 0:
1505                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1506                         nr_taken += nr_pages;
1507                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1508                         list_move(&page->lru, dst);
1509                         break;
1510
1511                 case -EBUSY:
1512                         /* else it is being freed elsewhere */
1513                         list_move(&page->lru, src);
1514                         continue;
1515
1516                 default:
1517                         BUG();
1518                 }
1519         }
1520
1521         /*
1522          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1523          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1524          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1525          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1526          * system at risk of premature OOM.
1527          */
1528         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1529                 int zid;
1530
1531                 list_splice(&pages_skipped, src);
1532                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1533                         if (!nr_skipped[zid])
1534                                 continue;
1535
1536                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1537                         skipped += nr_skipped[zid];
1538                 }
1539         }
1540         *nr_scanned = scan;
1541         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1542                                     scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1543         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1544         return nr_taken;
1545 }
1546
1547 /**
1548  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1549  * @page: page to isolate from its LRU list
1550  *
1551  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1552  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1553  *
1554  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1555  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1556  *
1557  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1558  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1559  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1560  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1561  *
1562  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1563  * found will be decremented.
1564  *
1565  * Restrictions:
1566  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1567  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1568  *     without a stable reference).
1569  * (2) the lru_lock must not be held.
1570  * (3) interrupts must be enabled.
1571  */
1572 int isolate_lru_page(struct page *page)
1573 {
1574         int ret = -EBUSY;
1575
1576         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1577         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1578
1579         if (PageLRU(page)) {
1580                 struct zone *zone = page_zone(page);
1581                 struct lruvec *lruvec;
1582
1583                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1584                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1585                 if (PageLRU(page)) {
1586                         int lru = page_lru(page);
1587                         get_page(page);
1588                         ClearPageLRU(page);
1589                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1590                         ret = 0;
1591                 }
1592                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1593         }
1594         return ret;
1595 }
1596
1597 /*
1598  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1599  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1600  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1601  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1602  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1603  */
1604 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1605                 struct scan_control *sc)
1606 {
1607         unsigned long inactive, isolated;
1608
1609         if (current_is_kswapd())
1610                 return 0;
1611
1612         if (!sane_reclaim(sc))
1613                 return 0;
1614
1615         if (file) {
1616                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1617                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1618         } else {
1619                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1620                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1621         }
1622
1623         /*
1624          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1625          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1626          * deadlock.
1627          */
1628         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1629                 inactive >>= 3;
1630
1631         return isolated > inactive;
1632 }
1633
1634 static noinline_for_stack void
1635 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1636 {
1637         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1638         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1639         LIST_HEAD(pages_to_free);
1640
1641         /*
1642          * Put back any unfreeable pages.
1643          */
1644         while (!list_empty(page_list)) {
1645                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1646                 int lru;
1647
1648                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1649                 list_del(&page->lru);
1650                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1651                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1652                         putback_lru_page(page);
1653                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1654                         continue;
1655                 }
1656
1657                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1658
1659                 SetPageLRU(page);
1660                 lru = page_lru(page);
1661                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1662
1663                 if (is_active_lru(lru)) {
1664                         int file = is_file_lru(lru);
1665                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1666                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1667                 }
1668                 if (put_page_testzero(page)) {
1669                         __ClearPageLRU(page);
1670                         __ClearPageActive(page);
1671                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1672
1673                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1674                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1675                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1676                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1677                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1678                         } else
1679                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1680                 }
1681         }
1682
1683         /*
1684          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1685          */
1686         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1687 }
1688
1689 /*
1690  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1691  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1692  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1693  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1694  */
1695 static int current_may_throttle(void)
1696 {
1697         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1698                 current->backing_dev_info == NULL ||
1699                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1704  * of reclaimed pages
1705  */
1706 static noinline_for_stack unsigned long
1707 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1708                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1709 {
1710         LIST_HEAD(page_list);
1711         unsigned long nr_scanned;
1712         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1713         unsigned long nr_taken;
1714         struct reclaim_stat stat = {};
1715         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1716         int file = is_file_lru(lru);
1717         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1718         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1719
1720         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1721                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1722
1723                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1724                 if (fatal_signal_pending(current))
1725                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1726         }
1727
1728         lru_add_drain();
1729
1730         if (!sc->may_unmap)
1731                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1732
1733         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1734
1735         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1736                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1737
1738         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1739         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1740
1741         if (global_reclaim(sc)) {
1742                 if (current_is_kswapd())
1743                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1744                 else
1745                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1746         }
1747         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1748
1749         if (nr_taken == 0)
1750                 return 0;
1751
1752         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, 0,
1753                                 &stat, false);
1754
1755         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1756
1757         if (global_reclaim(sc)) {
1758                 if (current_is_kswapd())
1759                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1760                 else
1761                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1762         }
1763
1764         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1765
1766         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1767
1768         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1769
1770         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1771         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1772
1773         /*
1774          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1775          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1776          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1777          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1778          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1779          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1780          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1781          * same way balance_dirty_pages() manages.
1782          *
1783          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1784          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1785          * are encountered in the nr_immediate check below.
1786          */
1787         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1788                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1789
1790         /*
1791          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1792          * stalling here.
1793          */
1794         if (sane_reclaim(sc)) {
1795                 /*
1796                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1797                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1798                  */
1799                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1800                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1801
1802                 /*
1803                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1804                  * implies that flushers are not doing their job. This can
1805                  * happen when memory pressure pushes dirty pages to the end of
1806                  * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
1807                  * data has expired. It can also happen when the proportion of
1808                  * dirty pages grows not through writes but through memory
1809                  * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
1810                  * the flushers simply cannot keep up with the allocation
1811                  * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep, but
1812                  * also allow kswapd to start writing pages during reclaim.
1813                  */
1814                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken) {
1815                         wakeup_flusher_threads(0, WB_REASON_VMSCAN);
1816                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1817                 }
1818
1819                 /*
1820                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1821                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1822                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1823                  * they are written so also forcibly stall.
1824                  */
1825                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1826                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1827         }
1828
1829         /*
1830          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1831          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1832          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1833          */
1834         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1835             current_may_throttle())
1836                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1837
1838         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1839                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1840                         stat.nr_dirty,  stat.nr_writeback,
1841                         stat.nr_congested, stat.nr_immediate,
1842                         stat.nr_activate, stat.nr_ref_keep,
1843                         stat.nr_unmap_fail,
1844                         sc->priority, file);
1845         return nr_reclaimed;
1846 }
1847
1848 /*
1849  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1850  *
1851  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1852  * processes, from rmap.
1853  *
1854  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1855  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1856  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1857  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1858  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1859  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1860  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1861  *
1862  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1863  * But we had to alter page->flags anyway.
1864  *
1865  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1866  */
1867
1868 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1869                                      struct list_head *list,
1870                                      struct list_head *pages_to_free,
1871                                      enum lru_list lru)
1872 {
1873         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1874         struct page *page;
1875         int nr_pages;
1876         int nr_moved = 0;
1877
1878         while (!list_empty(list)) {
1879                 page = lru_to_page(list);
1880                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1881
1882                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1883                 SetPageLRU(page);
1884
1885                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1886                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1887                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1888
1889                 if (put_page_testzero(page)) {
1890                         __ClearPageLRU(page);
1891                         __ClearPageActive(page);
1892                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1893
1894                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1895                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1896                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1897                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1898                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1899                         } else
1900                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1901                 } else {
1902                         nr_moved += nr_pages;
1903                 }
1904         }
1905
1906         if (!is_active_lru(lru))
1907                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_moved);
1908
1909         return nr_moved;
1910 }
1911
1912 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1913                                struct lruvec *lruvec,
1914                                struct scan_control *sc,
1915                                enum lru_list lru)
1916 {
1917         unsigned long nr_taken;
1918         unsigned long nr_scanned;
1919         unsigned long vm_flags;
1920         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1921         LIST_HEAD(l_active);
1922         LIST_HEAD(l_inactive);
1923         struct page *page;
1924         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1925         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1926         unsigned nr_rotated = 0;
1927         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1928         int file = is_file_lru(lru);
1929         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1930
1931         lru_add_drain();
1932
1933         if (!sc->may_unmap)
1934                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1935
1936         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1937
1938         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1939                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1940
1941         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1942         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1943
1944         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1945
1946         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1947
1948         while (!list_empty(&l_hold)) {
1949                 cond_resched();
1950                 page = lru_to_page(&l_hold);
1951                 list_del(&page->lru);
1952
1953                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1954                         putback_lru_page(page);
1955                         continue;
1956                 }
1957
1958                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1959                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1960                                 if (page_has_private(page))
1961                                         try_to_release_page(page, 0);
1962                                 unlock_page(page);
1963                         }
1964                 }
1965
1966                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1967                                     &vm_flags)) {
1968                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1969                         /*
1970                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1971                          * give them one more trip around the active list. So
1972                          * that executable code get better chances to stay in
1973                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1974                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1975                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1976                          * so we ignore them here.
1977                          */
1978                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1979                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1980                                 continue;
1981                         }
1982                 }
1983
1984                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1985                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1986         }
1987
1988         /*
1989          * Move pages back to the lru list.
1990          */
1991         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1992         /*
1993          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1994          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1995          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1996          * get_scan_count.
1997          */
1998         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1999
2000         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2001         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2002         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2003         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2004
2005         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2006         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2007         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2008                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2009 }
2010
2011 /*
2012  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2013  * to do too much work.
2014  *
2015  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2016  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2017  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2018  *
2019  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2020  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2021  *
2022  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2023  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2024  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2025  *
2026  * total     target    max
2027  * memory    ratio     inactive
2028  * -------------------------------------
2029  *   10MB       1         5MB
2030  *  100MB       1        50MB
2031  *    1GB       3       250MB
2032  *   10GB      10       0.9GB
2033  *  100GB      31         3GB
2034  *    1TB     101        10GB
2035  *   10TB     320        32GB
2036  */
2037 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2038                                                 struct scan_control *sc, bool trace)
2039 {
2040         unsigned long inactive_ratio;
2041         unsigned long inactive, active;
2042         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2043         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2044         unsigned long gb;
2045
2046         /*
2047          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2048          * is pointless.
2049          */
2050         if (!file && !total_swap_pages)
2051                 return false;
2052
2053         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2054         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2055
2056         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2057         if (gb)
2058                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2059         else
2060                 inactive_ratio = 1;
2061
2062         if (trace)
2063                 trace_mm_vmscan_inactive_list_is_low(lruvec_pgdat(lruvec)->node_id,
2064                                 sc->reclaim_idx,
2065                                 lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, MAX_NR_ZONES), inactive,
2066                                 lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, MAX_NR_ZONES), active,
2067                                 inactive_ratio, file);
2068
2069         return inactive * inactive_ratio < active;
2070 }
2071
2072 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2073                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2074 {
2075         if (is_active_lru(lru)) {
2076                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc, true))
2077                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2078                 return 0;
2079         }
2080
2081         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2082 }
2083
2084 enum scan_balance {
2085         SCAN_EQUAL,
2086         SCAN_FRACT,
2087         SCAN_ANON,
2088         SCAN_FILE,
2089 };
2090
2091 /*
2092  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2093  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2094  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2095  * onto the active list instead of evict.
2096  *
2097  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2098  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2099  */
2100 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2101                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2102                            unsigned long *lru_pages)
2103 {
2104         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2105         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2106         u64 fraction[2];
2107         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2108         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2109         unsigned long anon_prio, file_prio;
2110         enum scan_balance scan_balance;
2111         unsigned long anon, file;
2112         unsigned long ap, fp;
2113         enum lru_list lru;
2114
2115         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2116         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2117                 scan_balance = SCAN_FILE;
2118                 goto out;
2119         }
2120
2121         /*
2122          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2123          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2124          * disable swapping for individual groups completely when
2125          * using the memory controller's swap limit feature would be
2126          * too expensive.
2127          */
2128         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2129                 scan_balance = SCAN_FILE;
2130                 goto out;
2131         }
2132
2133         /*
2134          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2135          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2136          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2137          */
2138         if (!sc->priority && swappiness) {
2139                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2140                 goto out;
2141         }
2142
2143         /*
2144          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2145          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2146          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2147          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2148          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2149          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2150          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2151          */
2152         if (global_reclaim(sc)) {
2153                 unsigned long pgdatfile;
2154                 unsigned long pgdatfree;
2155                 int z;
2156                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2157
2158                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2159                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2160                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2161
2162                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2163                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2164                         if (!managed_zone(zone))
2165                                 continue;
2166
2167                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2168                 }
2169
2170                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2171                         scan_balance = SCAN_ANON;
2172                         goto out;
2173                 }
2174         }
2175
2176         /*
2177          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2178          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2179          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2180          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2181          * Without the second condition we could end up never scanning an
2182          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2183          * system is under heavy pressure.
2184          */
2185         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc, false) &&
2186             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2187                 scan_balance = SCAN_FILE;
2188                 goto out;
2189         }
2190
2191         scan_balance = SCAN_FRACT;
2192
2193         /*
2194          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2195          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2196          */
2197         anon_prio = swappiness;
2198         file_prio = 200 - anon_prio;
2199
2200         /*
2201          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2202          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2203          * ratios to determine how valuable each cache is.
2204          *
2205          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2206          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2207          * up weighing recent references more than old ones.
2208          *
2209          * anon in [0], file in [1]
2210          */
2211
2212         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2213                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2214         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2215                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2216
2217         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2218         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2219                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2220                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2221         }
2222
2223         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2224                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2225                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2226         }
2227
2228         /*
2229          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2230          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2231          * each list that were recently referenced and in active use.
2232          */
2233         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2234         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2235
2236         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2237         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2238         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2239
2240         fraction[0] = ap;
2241         fraction[1] = fp;
2242         denominator = ap + fp + 1;
2243 out:
2244         *lru_pages = 0;
2245         for_each_evictable_lru(lru) {
2246                 int file = is_file_lru(lru);
2247                 unsigned long size;
2248                 unsigned long scan;
2249
2250                 size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2251                 scan = size >> sc->priority;
2252                 /*
2253                  * If the cgroup's already been deleted, make sure to
2254                  * scrape out the remaining cache.
2255                  */
2256                 if (!scan && !mem_cgroup_online(memcg))
2257                         scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2258
2259                 switch (scan_balance) {
2260                 case SCAN_EQUAL:
2261                         /* Scan lists relative to size */
2262                         break;
2263                 case SCAN_FRACT:
2264                         /*
2265                          * Scan types proportional to swappiness and
2266                          * their relative recent reclaim efficiency.
2267                          */
2268                         scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2269                                          denominator);
2270                         break;
2271                 case SCAN_FILE:
2272                 case SCAN_ANON:
2273                         /* Scan one type exclusively */
2274                         if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2275                                 size = 0;
2276                                 scan = 0;
2277                         }
2278                         break;
2279                 default:
2280                         /* Look ma, no brain */
2281                         BUG();
2282                 }
2283
2284                 *lru_pages += size;
2285                 nr[lru] = scan;
2286         }
2287 }
2288
2289 /*
2290  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2291  */
2292 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2293                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2294 {
2295         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2296         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2297         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2298         unsigned long nr_to_scan;
2299         enum lru_list lru;
2300         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2301         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2302         struct blk_plug plug;
2303         bool scan_adjusted;
2304
2305         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2306
2307         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2308         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2309
2310         /*
2311          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2312          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2313          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2314          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2315          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2316          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2317          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2318          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2319          * dropped to zero at the first pass.
2320          */
2321         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2322                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2323
2324         blk_start_plug(&plug);
2325         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2326                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2327                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2328                 unsigned long nr_scanned;
2329
2330                 for_each_evictable_lru(lru) {
2331                         if (nr[lru]) {
2332                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2333                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2334
2335                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2336                                                             lruvec, sc);
2337                         }
2338                 }
2339
2340                 cond_resched();
2341
2342                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2343                         continue;
2344
2345                 /*
2346                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2347                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2348                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2349                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2350                  * proportional to the original scan target.
2351                  */
2352                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2353                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2354
2355                 /*
2356                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2357                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2358                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2359                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2360                  */
2361                 if (!nr_file || !nr_anon)
2362                         break;
2363
2364                 if (nr_file > nr_anon) {
2365                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2366                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2367                         lru = LRU_BASE;
2368                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2369                 } else {
2370                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2371                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2372                         lru = LRU_FILE;
2373                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2374                 }
2375
2376                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2377                 nr[lru] = 0;
2378                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2379
2380                 /*
2381                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2382                  * scan target and the percentage scanning already complete
2383                  */
2384                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2385                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2386                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2387                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2388
2389                 lru += LRU_ACTIVE;
2390                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2391                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2392                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2393
2394                 scan_adjusted = true;
2395         }
2396         blk_finish_plug(&plug);
2397         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2398
2399         /*
2400          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2401          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2402          */
2403         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
2404                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2405                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2406 }
2407
2408 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2409 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2410 {
2411         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2412                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2413                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2414                 return true;
2415
2416         return false;
2417 }
2418
2419 /*
2420  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2421  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2422  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2423  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2424  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2425  */
2426 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2427                                         unsigned long nr_reclaimed,
2428                                         unsigned long nr_scanned,
2429                                         struct scan_control *sc)
2430 {
2431         unsigned long pages_for_compaction;
2432         unsigned long inactive_lru_pages;
2433         int z;
2434
2435         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2436         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2437                 return false;
2438
2439         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2440         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2441                 /*
2442                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2443                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2444                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2445                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2446                  */
2447                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2448                         return false;
2449         } else {
2450                 /*
2451                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2452                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2453                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2454                  * pages that were scanned. This will return to the
2455                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2456                  * the resulting allocation attempt fails
2457                  */
2458                 if (!nr_reclaimed)
2459                         return false;
2460         }
2461
2462         /*
2463          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2464          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2465          */
2466         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2467         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2468         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2469                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2470         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2471                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2472                 return true;
2473
2474         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2475         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2476                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2477                 if (!managed_zone(zone))
2478                         continue;
2479
2480                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2481                 case COMPACT_SUCCESS:
2482                 case COMPACT_CONTINUE:
2483                         return false;
2484                 default:
2485                         /* check next zone */
2486                         ;
2487                 }
2488         }
2489         return true;
2490 }
2491
2492 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2493 {
2494         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2495         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2496         bool reclaimable = false;
2497
2498         do {
2499                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2500                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2501                         .pgdat = pgdat,
2502                         .priority = sc->priority,
2503                 };
2504                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2505                 struct mem_cgroup *memcg;
2506
2507                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2508                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2509
2510                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2511                 do {
2512                         unsigned long lru_pages;
2513                         unsigned long reclaimed;
2514                         unsigned long scanned;
2515
2516                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2517                                 if (!sc->memcg_low_reclaim) {
2518                                         sc->memcg_low_skipped = 1;
2519                                         continue;
2520                                 }
2521                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2522                         }
2523
2524                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2525                         scanned = sc->nr_scanned;
2526
2527                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2528                         node_lru_pages += lru_pages;
2529
2530                         if (memcg)
2531                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2532                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2533                                             lru_pages);
2534
2535                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2536                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2537                                    sc->nr_scanned - scanned,
2538                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2539
2540                         /*
2541                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2542                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2543                          * node.
2544                          *
2545                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2546                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2547                          * retry with decreasing priority if one round over the
2548                          * whole hierarchy is not sufficient.
2549                          */
2550                         if (!global_reclaim(sc) &&
2551                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2552                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2553                                 break;
2554                         }
2555                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2556
2557                 /*
2558                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2559                  * the eligible LRU pages were scanned.
2560                  */
2561                 if (global_reclaim(sc))
2562                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2563                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2564                                     node_lru_pages);
2565
2566                 if (reclaim_state) {
2567                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2568                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2569                 }
2570
2571                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2572                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2573                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2574                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2575
2576                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2577                         reclaimable = true;
2578
2579         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2580                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2581
2582         /*
2583          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
2584          * many failures to reclaim anything from them and goes to
2585          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
2586          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
2587          */
2588         if (reclaimable)
2589                 pgdat->kswapd_failures = 0;
2590
2591         return reclaimable;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2596  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2597  * should reclaim first.
2598  */
2599 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2600 {
2601         unsigned long watermark;
2602         enum compact_result suitable;
2603
2604         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2605         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2606                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2607                 return true;
2608         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2609                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2610                 return false;
2611
2612         /*
2613          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2614          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2615          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2616          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2617          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2618          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2619          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2620          */
2621         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2622
2623         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2628  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2629  * request.
2630  *
2631  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2632  * scan then give up on it.
2633  */
2634 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2635 {
2636         struct zoneref *z;
2637         struct zone *zone;
2638         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2639         unsigned long nr_soft_scanned;
2640         gfp_t orig_mask;
2641         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2642
2643         /*
2644          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2645          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2646          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2647          */
2648         orig_mask = sc->gfp_mask;
2649         if (buffer_heads_over_limit) {
2650                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2651                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2652         }
2653
2654         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2655                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2656                 /*
2657                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2658                  * to global LRU.
2659                  */
2660                 if (global_reclaim(sc)) {
2661                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2662                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2663                                 continue;
2664
2665                         /*
2666                          * If we already have plenty of memory free for
2667                          * compaction in this zone, don't free any more.
2668                          * Even though compaction is invoked for any
2669                          * non-zero order, only frequent costly order
2670                          * reclamation is disruptive enough to become a
2671                          * noticeable problem, like transparent huge
2672                          * page allocations.
2673                          */
2674                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2675                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2676                             compaction_ready(zone, sc)) {
2677                                 sc->compaction_ready = true;
2678                                 continue;
2679                         }
2680
2681                         /*
2682                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2683                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2684                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2685                          * the user prefers lower zones being preserved.
2686                          */
2687                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2688                                 continue;
2689
2690                         /*
2691                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2692                          * and returns the number of reclaimed pages and
2693                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2694                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2695                          */
2696                         nr_soft_scanned = 0;
2697                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2698                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2699                                                 &nr_soft_scanned);
2700                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2701                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2702                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2703                 }
2704
2705                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2706                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2707                         continue;
2708                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2709                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2710         }
2711
2712         /*
2713          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2714          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2715          */
2716         sc->gfp_mask = orig_mask;
2717 }
2718
2719 /*
2720  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2721  *
2722  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2723  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2724  *
2725  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2726  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2727  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2728  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2729  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2730  * work, and the allocation attempt will fail.
2731  *
2732  * returns:     0, if no pages reclaimed
2733  *              else, the number of pages reclaimed
2734  */
2735 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2736                                           struct scan_control *sc)
2737 {
2738         int initial_priority = sc->priority;
2739 retry:
2740         delayacct_freepages_start();
2741
2742         if (global_reclaim(sc))
2743                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2744
2745         do {
2746                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2747                                 sc->priority);
2748                 sc->nr_scanned = 0;
2749                 shrink_zones(zonelist, sc);
2750
2751                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2752                         break;
2753
2754                 if (sc->compaction_ready)
2755                         break;
2756
2757                 /*
2758                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2759                  * writepage even in laptop mode.
2760                  */
2761                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2762                         sc->may_writepage = 1;
2763         } while (--sc->priority >= 0);
2764
2765         delayacct_freepages_end();
2766
2767         if (sc->nr_reclaimed)
2768                 return sc->nr_reclaimed;
2769
2770         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2771         if (sc->compaction_ready)
2772                 return 1;
2773
2774         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2775         if (sc->memcg_low_skipped) {
2776                 sc->priority = initial_priority;
2777                 sc->memcg_low_reclaim = 1;
2778                 sc->memcg_low_skipped = 0;
2779                 goto retry;
2780         }
2781
2782         return 0;
2783 }
2784
2785 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
2786 {
2787         struct zone *zone;
2788         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2789         unsigned long free_pages = 0;
2790         int i;
2791         bool wmark_ok;
2792
2793         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
2794                 return true;
2795
2796         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2797                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2798                 if (!managed_zone(zone))
2799                         continue;
2800
2801                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
2802                         continue;
2803
2804                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2805                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2806         }
2807
2808         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2809         if (!pfmemalloc_reserve)
2810                 return true;
2811
2812         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2813
2814         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2815         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2816                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2817                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2818                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2819         }
2820
2821         return wmark_ok;
2822 }
2823
2824 /*
2825  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2826  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2827  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2828  * when the low watermark is reached.
2829  *
2830  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2831  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2832  */
2833 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2834                                         nodemask_t *nodemask)
2835 {
2836         struct zoneref *z;
2837         struct zone *zone;
2838         pg_data_t *pgdat = NULL;
2839
2840         /*
2841          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2842          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2843          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2844          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2845          * processes to block on log_wait_commit().
2846          */
2847         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2848                 goto out;
2849
2850         /*
2851          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2852          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2853          */
2854         if (fatal_signal_pending(current))
2855                 goto out;
2856
2857         /*
2858          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2859          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2860          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2861          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2862          *
2863          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2864          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2865          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2866          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2867          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2868          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2869          * should make reasonable progress.
2870          */
2871         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2872                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2873                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2874                         continue;
2875
2876                 /* Throttle based on the first usable node */
2877                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2878                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
2879                         goto out;
2880                 break;
2881         }
2882
2883         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2884         if (!pgdat)
2885                 goto out;
2886
2887         /* Account for the throttling */
2888         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2889
2890         /*
2891          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2892          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2893          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2894          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2895          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2896          * second before continuing.
2897          */
2898         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2899                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2900                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
2901
2902                 goto check_pending;
2903         }
2904
2905         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2906         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2907                 allow_direct_reclaim(pgdat));
2908
2909 check_pending:
2910         if (fatal_signal_pending(current))
2911                 return true;
2912
2913 out:
2914         return false;
2915 }
2916
2917 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2918                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2919 {
2920         unsigned long nr_reclaimed;
2921         struct scan_control sc = {
2922                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2923                 .gfp_mask = (gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask)),
2924                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2925                 .order = order,
2926                 .nodemask = nodemask,
2927                 .priority = DEF_PRIORITY,
2928                 .may_writepage = !laptop_mode,
2929                 .may_unmap = 1,
2930                 .may_swap = 1,
2931         };
2932
2933         /*
2934          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2935          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2936          * point.
2937          */
2938         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2939                 return 1;
2940
2941         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2942                                 sc.may_writepage,
2943                                 gfp_mask,
2944                                 sc.reclaim_idx);
2945
2946         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2947
2948         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2949
2950         return nr_reclaimed;
2951 }
2952
2953 #ifdef CONFIG_MEMCG
2954
2955 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2956                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2957                                                 pg_data_t *pgdat,
2958                                                 unsigned long *nr_scanned)
2959 {
2960         struct scan_control sc = {
2961                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2962                 .target_mem_cgroup = memcg,
2963                 .may_writepage = !laptop_mode,
2964                 .may_unmap = 1,
2965                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
2966                 .may_swap = !noswap,
2967         };
2968         unsigned long lru_pages;
2969
2970         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2971                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2972
2973         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2974                                                       sc.may_writepage,
2975                                                       sc.gfp_mask,
2976                                                       sc.reclaim_idx);
2977
2978         /*
2979          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2980          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
2981          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
2982          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
2983          * the priority and make it zero.
2984          */
2985         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
2986
2987         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
2988
2989         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
2990         return sc.nr_reclaimed;
2991 }
2992
2993 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
2994                                            unsigned long nr_pages,
2995                                            gfp_t gfp_mask,
2996                                            bool may_swap)
2997 {
2998         struct zonelist *zonelist;
2999         unsigned long nr_reclaimed;
3000         int nid;
3001         struct scan_control sc = {
3002                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3003                 .gfp_mask = (current_gfp_context(gfp_mask) & GFP_RECLAIM_MASK) |
3004                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3005                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3006                 .target_mem_cgroup = memcg,
3007                 .priority = DEF_PRIORITY,
3008                 .may_writepage = !laptop_mode,
3009                 .may_unmap = 1,
3010                 .may_swap = may_swap,
3011         };
3012
3013         /*
3014          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3015          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3016          * scan does not need to be the current node.
3017          */
3018         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3019
3020         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3021
3022         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3023                                             sc.may_writepage,
3024                                             sc.gfp_mask,
3025                                             sc.reclaim_idx);
3026
3027         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3028         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3029         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3030
3031         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3032
3033         return nr_reclaimed;
3034 }
3035 #endif
3036
3037 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3038                                 struct scan_control *sc)
3039 {
3040         struct mem_cgroup *memcg;
3041
3042         if (!total_swap_pages)
3043                 return;
3044
3045         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3046         do {
3047                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3048
3049                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc, true))
3050                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3051                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3052
3053                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3054         } while (memcg);
3055 }
3056
3057 /*
3058  * Returns true if there is an eligible zone balanced for the request order
3059  * and classzone_idx
3060  */
3061 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3062 {
3063         int i;
3064         unsigned long mark = -1;
3065         struct zone *zone;
3066
3067         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3068                 zone = pgdat->node_zones + i;
3069
3070                 if (!managed_zone(zone))
3071                         continue;
3072
3073                 mark = high_wmark_pages(zone);
3074                 if (zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3075                         return true;
3076         }
3077
3078         /*
3079          * If a node has no populated zone within classzone_idx, it does not
3080          * need balancing by definition. This can happen if a zone-restricted
3081          * allocation tries to wake a remote kswapd.
3082          */
3083         if (mark == -1)
3084                 return true;
3085
3086         return false;
3087 }
3088
3089 /* Clear pgdat state for congested, dirty or under writeback. */
3090 static void clear_pgdat_congested(pg_data_t *pgdat)
3091 {
3092         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
3093         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
3094         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3099  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3100  *
3101  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3102  */
3103 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3104 {
3105         /*
3106          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3107          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
3108          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3109          * throttled. There is also a potential race if processes get
3110          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3111          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3112          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3113          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3114          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3115          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3116          * that here we are under prepare_to_wait().
3117          */
3118         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3119                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3120
3121         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3122         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3123                 return true;
3124
3125         if (pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx)) {
3126                 clear_pgdat_congested(pgdat);
3127                 return true;
3128         }
3129
3130         return false;
3131 }
3132
3133 /*
3134  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3135  * zone that is currently unbalanced.
3136  *
3137  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3138  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3139  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3140  */
3141 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3142                                struct scan_control *sc)
3143 {
3144         struct zone *zone;
3145         int z;
3146
3147         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3148         sc->nr_to_reclaim = 0;
3149         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3150                 zone = pgdat->node_zones + z;
3151                 if (!managed_zone(zone))
3152                         continue;
3153
3154                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3155         }
3156
3157         /*
3158          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3159          * now pressure is applied based on node LRU order.
3160          */
3161         shrink_node(pgdat, sc);
3162
3163         /*
3164          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3165          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3166          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3167          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3168          * can direct reclaim/compact.
3169          */
3170         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3171                 sc->order = 0;
3172
3173         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3174 }
3175
3176 /*
3177  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3178  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3179  * balanced.
3180  *
3181  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3182  *
3183  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3184  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3185  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3186  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3187  * balanced.
3188  */
3189 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3190 {
3191         int i;
3192         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3193         unsigned long nr_soft_scanned;
3194         struct zone *zone;
3195         struct scan_control sc = {
3196                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3197                 .order = order,
3198                 .priority = DEF_PRIORITY,
3199                 .may_writepage = !laptop_mode,
3200                 .may_unmap = 1,
3201                 .may_swap = 1,
3202         };
3203         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3204
3205         do {
3206                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
3207                 bool raise_priority = true;
3208
3209                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3210
3211                 /*
3212                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3213                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3214                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3215                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3216                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3217                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3218                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3219                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3220                  */
3221                 if (buffer_heads_over_limit) {
3222                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3223                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3224                                 if (!managed_zone(zone))
3225                                         continue;
3226
3227                                 sc.reclaim_idx = i;
3228                                 break;
3229                         }
3230                 }
3231
3232                 /*
3233                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Note that
3234                  * sc.reclaim_idx is not used as buffer_heads_over_limit may
3235                  * have adjusted it.
3236                  */
3237                 if (pgdat_balanced(pgdat, sc.order, classzone_idx))
3238                         goto out;
3239
3240                 /*
3241                  * Do some background aging of the anon list, to give
3242                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3243                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3244                  * about consistent aging.
3245                  */
3246                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3247
3248                 /*
3249                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3250                  * even in laptop mode.
3251                  */
3252                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3253                         sc.may_writepage = 1;
3254
3255                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3256                 sc.nr_scanned = 0;
3257                 nr_soft_scanned = 0;
3258                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3259                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3260                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3261
3262                 /*
3263                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3264                  * enough pages are already being scanned that that high
3265                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3266                  */
3267                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3268                         raise_priority = false;
3269
3270                 /*
3271                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3272                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3273                  * able to safely make forward progress. Wake them
3274                  */
3275                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3276                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
3277                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3278
3279                 /* Check if kswapd should be suspending */
3280                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3281                         break;
3282
3283                 /*
3284                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3285                  * progress in reclaiming pages
3286                  */
3287                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
3288                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
3289                         sc.priority--;
3290         } while (sc.priority >= 1);
3291
3292         if (!sc.nr_reclaimed)
3293                 pgdat->kswapd_failures++;
3294
3295 out:
3296         /*
3297          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3298          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3299          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3300          * remain at the higher level.
3301          */
3302         return sc.order;
3303 }
3304
3305 /*
3306  * pgdat->kswapd_classzone_idx is the highest zone index that a recent
3307  * allocation request woke kswapd for. When kswapd has not woken recently,
3308  * the value is MAX_NR_ZONES which is not a valid index. This compares a
3309  * given classzone and returns it or the highest classzone index kswapd
3310  * was recently woke for.
3311  */
3312 static enum zone_type kswapd_classzone_idx(pg_data_t *pgdat,
3313                                            enum zone_type classzone_idx)
3314 {
3315         if (pgdat->kswapd_classzone_idx == MAX_NR_ZONES)
3316                 return classzone_idx;
3317
3318         return max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3319 }
3320
3321 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3322                                 unsigned int classzone_idx)
3323 {
3324         long remaining = 0;
3325         DEFINE_WAIT(wait);
3326
3327         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3328                 return;
3329
3330         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3331
3332         /*
3333          * Try to sleep for a short interval. Note that kcompactd will only be
3334          * woken if it is possible to sleep for a short interval. This is
3335          * deliberate on the assumption that if reclaim cannot keep an
3336          * eligible zone balanced that it's also unlikely that compaction will
3337          * succeed.
3338          */
3339         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3340                 /*
3341                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3342                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3343                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3344                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3345                  */
3346                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3347
3348                 /*
3349                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3350                  * allocation of the requested order possible.
3351                  */
3352                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3353
3354                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3355
3356                 /*
3357                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3358                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3359                  * the previous request that slept prematurely.
3360                  */
3361                 if (remaining) {
3362                         pgdat->kswapd_classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, classzone_idx);
3363                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3364                 }
3365
3366                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3367                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3368         }
3369
3370         /*
3371          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3372          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3373          */
3374         if (!remaining &&
3375             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3376                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3377
3378                 /*
3379                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3380                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3381                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3382                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3383                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3384                  * them before going back to sleep.
3385                  */
3386                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3387
3388                 if (!kthread_should_stop())
3389                         schedule();
3390
3391                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3392         } else {
3393                 if (remaining)
3394                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3395                 else
3396                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3397         }
3398         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3399 }
3400
3401 /*
3402  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3403  * from the init process.
3404  *
3405  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3406  * free memory available even if there is no other activity
3407  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3408  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3409  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3410  *
3411  * If there are applications that are active memory-allocators
3412  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3413  */
3414 static int kswapd(void *p)
3415 {
3416         unsigned int alloc_order, reclaim_order;
3417         unsigned int classzone_idx = MAX_NR_ZONES - 1;
3418         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3419         struct task_struct *tsk = current;
3420
3421         struct reclaim_state reclaim_state = {
3422                 .reclaimed_slab = 0,
3423         };
3424         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3425
3426         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3427
3428         if (!cpumask_empty(cpumask))
3429                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3430         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3431
3432         /*
3433          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3434          * and that if we need more memory we should get access to it
3435          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3436          * never get caught in the normal page freeing logic.
3437          *
3438          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3439          * you need a small amount of memory in order to be able to
3440          * page out something else, and this flag essentially protects
3441          * us from recursively trying to free more memory as we're
3442          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3443          */
3444         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3445         set_freezable();
3446
3447         pgdat->kswapd_order = 0;
3448         pgdat->kswapd_classzone_idx = MAX_NR_ZONES;
3449         for ( ; ; ) {
3450                 bool ret;
3451
3452                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3453                 classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, classzone_idx);
3454
3455 kswapd_try_sleep:
3456                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3457                                         classzone_idx);
3458
3459                 /* Read the new order and classzone_idx */
3460                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3461                 classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, 0);
3462                 pgdat->kswapd_order = 0;
3463                 pgdat->kswapd_classzone_idx = MAX_NR_ZONES;
3464
3465                 ret = try_to_freeze();
3466                 if (kthread_should_stop())
3467                         break;
3468
3469                 /*
3470                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3471                  * after returning from the refrigerator
3472                  */
3473                 if (ret)
3474                         continue;
3475
3476                 /*
3477                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3478                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3479                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3480                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3481                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3482                  * request (alloc_order).
3483                  */
3484                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3485                                                 alloc_order);
3486                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3487                 if (reclaim_order < alloc_order)
3488                         goto kswapd_try_sleep;
3489         }
3490
3491         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3492         current->reclaim_state = NULL;
3493         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3494
3495         return 0;
3496 }
3497
3498 /*
3499  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3500  */
3501 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3502 {
3503         pg_data_t *pgdat;
3504
3505         if (!managed_zone(zone))
3506                 return;
3507
3508         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3509                 return;
3510         pgdat = zone->zone_pgdat;
3511         pgdat->kswapd_classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat,
3512                                                            classzone_idx);
3513         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3514         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3515                 return;
3516
3517         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3518         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3519                 return;
3520
3521         if (pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx))
3522                 return;
3523
3524         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, classzone_idx, order);
3525         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3526 }
3527
3528 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3529 /*
3530  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3531  * freed pages.
3532  *
3533  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3534  * LRU order by reclaiming preferentially
3535  * inactive > active > active referenced > active mapped
3536  */
3537 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3538 {
3539         struct reclaim_state reclaim_state;
3540         struct scan_control sc = {
3541                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3542                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3543                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3544                 .priority = DEF_PRIORITY,
3545                 .may_writepage = 1,
3546                 .may_unmap = 1,
3547                 .may_swap = 1,
3548                 .hibernation_mode = 1,
3549         };
3550         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3551         struct task_struct *p = current;
3552         unsigned long nr_reclaimed;
3553
3554         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3555         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3556         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3557         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3558
3559         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3560
3561         p->reclaim_state = NULL;
3562         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3563         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3564
3565         return nr_reclaimed;
3566 }
3567 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3568
3569 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3570    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3571    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3572    restore their cpu bindings. */
3573 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3574 {
3575         int nid;
3576
3577         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3578                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3579                 const struct cpumask *mask;
3580
3581                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3582
3583                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3584                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3585                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3586         }
3587         return 0;
3588 }
3589
3590 /*
3591  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3592  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3593  */
3594 int kswapd_run(int nid)
3595 {
3596         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3597         int ret = 0;
3598
3599         if (pgdat->kswapd)
3600                 return 0;
3601
3602         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3603         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3604                 /* failure at boot is fatal */
3605                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3606                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3607                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3608                 pgdat->kswapd = NULL;
3609         }
3610         return ret;
3611 }
3612
3613 /*
3614  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3615  * hold mem_hotplug_begin/end().
3616  */
3617 void kswapd_stop(int nid)
3618 {
3619         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3620
3621         if (kswapd) {
3622                 kthread_stop(kswapd);
3623                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3624         }
3625 }
3626
3627 static int __init kswapd_init(void)
3628 {
3629         int nid, ret;
3630
3631         swap_setup();
3632         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3633                 kswapd_run(nid);
3634         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3635                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3636                                         NULL);
3637         WARN_ON(ret < 0);
3638         return 0;
3639 }
3640
3641 module_init(kswapd_init)
3642
3643 #ifdef CONFIG_NUMA
3644 /*
3645  * Node reclaim mode
3646  *
3647  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3648  * the watermarks.
3649  */
3650 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3651
3652 #define RECLAIM_OFF 0
3653 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3654 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3655 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3656
3657 /*
3658  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3659  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3660  * a zone.
3661  */
3662 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3663
3664 /*
3665  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3666  * occur.
3667  */
3668 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3669
3670 /*
3671  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3672  * slab reclaim needs to occur.
3673  */
3674 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3675
3676 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3677 {
3678         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3679         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3680                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3681
3682         /*
3683          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3684          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3685          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3686          */
3687         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3688 }
3689
3690 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3691 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3692 {
3693         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3694         unsigned long delta = 0;
3695
3696         /*
3697          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3698          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3699          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3700          * a better estimate
3701          */
3702         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3703                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3704         else
3705                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3706
3707         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3708         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3709                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3710
3711         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3712         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3713                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3714
3715         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3716 }
3717
3718 /*
3719  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3720  */
3721 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3722 {
3723         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3724         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3725         struct task_struct *p = current;
3726         struct reclaim_state reclaim_state;
3727         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3728         struct scan_control sc = {
3729                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3730                 .gfp_mask = (gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask)),
3731                 .order = order,
3732                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3733                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3734                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3735                 .may_swap = 1,
3736                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3737         };
3738
3739         cond_resched();
3740         /*
3741          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3742          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3743          * and RECLAIM_UNMAP.
3744          */
3745         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3746         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3747         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3748         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3749
3750         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3751                 /*
3752                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3753                  * priorities until we have enough memory freed.
3754                  */
3755                 do {
3756                         shrink_node(pgdat, &sc);
3757                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3758         }
3759
3760         p->reclaim_state = NULL;
3761         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3762         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3763         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3764 }
3765
3766 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3767 {
3768         int ret;
3769
3770         /*
3771          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3772          * slab pages if we are over the defined limits.
3773          *
3774          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3775          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3776          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3777          * if less than a specified percentage of the node is used by
3778          * unmapped file backed pages.
3779          */
3780         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3781             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3782                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3783
3784         /*
3785          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3786          */
3787         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3788                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3789
3790         /*
3791          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3792          * have associated processors. This will favor the local processor
3793          * over remote processors and spread off node memory allocations
3794          * as wide as possible.
3795          */
3796         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3797                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3798
3799         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3800                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3801
3802         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3803         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3804
3805         if (!ret)
3806                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3807
3808         return ret;
3809 }
3810 #endif
3811
3812 /*
3813  * page_evictable - test whether a page is evictable
3814  * @page: the page to test
3815  *
3816  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3817  * lists vs unevictable list.
3818  *
3819  * Reasons page might not be evictable:
3820  * (1) page's mapping marked unevictable
3821  * (2) page is part of an mlocked VMA
3822  *
3823  */
3824 int page_evictable(struct page *page)
3825 {
3826         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3827 }
3828
3829 #ifdef CONFIG_SHMEM
3830 /**
3831  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3832  * @pages:      array of pages to check
3833  * @nr_pages:   number of pages to check
3834  *
3835  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3836  *
3837  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3838  */
3839 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3840 {
3841         struct lruvec *lruvec;
3842         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3843         int pgscanned = 0;
3844         int pgrescued = 0;
3845         int i;
3846
3847         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3848                 struct page *page = pages[i];
3849                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3850
3851                 pgscanned++;
3852                 if (pagepgdat != pgdat) {
3853                         if (pgdat)
3854                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3855                         pgdat = pagepgdat;
3856                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3857                 }
3858                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3859
3860                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3861                         continue;
3862
3863                 if (page_evictable(page)) {
3864                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3865
3866                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3867                         ClearPageUnevictable(page);
3868                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3869                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3870                         pgrescued++;
3871                 }
3872         }
3873
3874         if (pgdat) {
3875                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3876                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3877                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3878         }
3879 }
3880 #endif /* CONFIG_SHMEM */