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