Merge tag 'timers-v6.9-rc1' of https://git.linaro.org/people/daniel.lezcano/linux...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / vmscan.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
4  *
5  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
6  *  kswapd added: 7.1.96  sct
7  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
8  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
9  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
10  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
11  */
12
13 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
14
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/sched/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for buffer_heads_over_limit */
30 #include <linux/mm_inline.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/rmap.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/notifier.h>
38 #include <linux/delay.h>
39 #include <linux/kthread.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/memcontrol.h>
42 #include <linux/migrate.h>
43 #include <linux/delayacct.h>
44 #include <linux/sysctl.h>
45 #include <linux/memory-tiers.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/pagevec.h>
48 #include <linux/prefetch.h>
49 #include <linux/printk.h>
50 #include <linux/dax.h>
51 #include <linux/psi.h>
52 #include <linux/pagewalk.h>
53 #include <linux/shmem_fs.h>
54 #include <linux/ctype.h>
55 #include <linux/debugfs.h>
56 #include <linux/khugepaged.h>
57 #include <linux/rculist_nulls.h>
58 #include <linux/random.h>
59
60 #include <asm/tlbflush.h>
61 #include <asm/div64.h>
62
63 #include <linux/swapops.h>
64 #include <linux/balloon_compaction.h>
65 #include <linux/sched/sysctl.h>
66
67 #include "internal.h"
68 #include "swap.h"
69
70 #define CREATE_TRACE_POINTS
71 #include <trace/events/vmscan.h>
72
73 struct scan_control {
74         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
75         unsigned long nr_to_reclaim;
76
77         /*
78          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
79          * are scanned.
80          */
81         nodemask_t      *nodemask;
82
83         /*
84          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
85          * primary target of this reclaim invocation.
86          */
87         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
88
89         /*
90          * Scan pressure balancing between anon and file LRUs
91          */
92         unsigned long   anon_cost;
93         unsigned long   file_cost;
94
95         /* Can active folios be deactivated as part of reclaim? */
96 #define DEACTIVATE_ANON 1
97 #define DEACTIVATE_FILE 2
98         unsigned int may_deactivate:2;
99         unsigned int force_deactivate:1;
100         unsigned int skipped_deactivate:1;
101
102         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
103         unsigned int may_writepage:1;
104
105         /* Can mapped folios be reclaimed? */
106         unsigned int may_unmap:1;
107
108         /* Can folios be swapped as part of reclaim? */
109         unsigned int may_swap:1;
110
111         /* Proactive reclaim invoked by userspace through memory.reclaim */
112         unsigned int proactive:1;
113
114         /*
115          * Cgroup memory below memory.low is protected as long as we
116          * don't threaten to OOM. If any cgroup is reclaimed at
117          * reduced force or passed over entirely due to its memory.low
118          * setting (memcg_low_skipped), and nothing is reclaimed as a
119          * result, then go back for one more cycle that reclaims the protected
120          * memory (memcg_low_reclaim) to avert OOM.
121          */
122         unsigned int memcg_low_reclaim:1;
123         unsigned int memcg_low_skipped:1;
124
125         unsigned int hibernation_mode:1;
126
127         /* One of the zones is ready for compaction */
128         unsigned int compaction_ready:1;
129
130         /* There is easily reclaimable cold cache in the current node */
131         unsigned int cache_trim_mode:1;
132
133         /* The file folios on the current node are dangerously low */
134         unsigned int file_is_tiny:1;
135
136         /* Always discard instead of demoting to lower tier memory */
137         unsigned int no_demotion:1;
138
139         /* Allocation order */
140         s8 order;
141
142         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
143         s8 priority;
144
145         /* The highest zone to isolate folios for reclaim from */
146         s8 reclaim_idx;
147
148         /* This context's GFP mask */
149         gfp_t gfp_mask;
150
151         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
152         unsigned long nr_scanned;
153
154         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
155         unsigned long nr_reclaimed;
156
157         struct {
158                 unsigned int dirty;
159                 unsigned int unqueued_dirty;
160                 unsigned int congested;
161                 unsigned int writeback;
162                 unsigned int immediate;
163                 unsigned int file_taken;
164                 unsigned int taken;
165         } nr;
166
167         /* for recording the reclaimed slab by now */
168         struct reclaim_state reclaim_state;
169 };
170
171 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
172 #define prefetchw_prev_lru_folio(_folio, _base, _field)                 \
173         do {                                                            \
174                 if ((_folio)->lru.prev != _base) {                      \
175                         struct folio *prev;                             \
176                                                                         \
177                         prev = lru_to_folio(&(_folio->lru));            \
178                         prefetchw(&prev->_field);                       \
179                 }                                                       \
180         } while (0)
181 #else
182 #define prefetchw_prev_lru_folio(_folio, _base, _field) do { } while (0)
183 #endif
184
185 /*
186  * From 0 .. 200.  Higher means more swappy.
187  */
188 int vm_swappiness = 60;
189
190 #ifdef CONFIG_MEMCG
191
192 /* Returns true for reclaim through cgroup limits or cgroup interfaces. */
193 static bool cgroup_reclaim(struct scan_control *sc)
194 {
195         return sc->target_mem_cgroup;
196 }
197
198 /*
199  * Returns true for reclaim on the root cgroup. This is true for direct
200  * allocator reclaim and reclaim through cgroup interfaces on the root cgroup.
201  */
202 static bool root_reclaim(struct scan_control *sc)
203 {
204         return !sc->target_mem_cgroup || mem_cgroup_is_root(sc->target_mem_cgroup);
205 }
206
207 /**
208  * writeback_throttling_sane - is the usual dirty throttling mechanism available?
209  * @sc: scan_control in question
210  *
211  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
212  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
213  * shrink_folio_list() is used for throttling instead, which lacks all the
214  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
215  * allocation and configurability.
216  *
217  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
218  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
219  */
220 static bool writeback_throttling_sane(struct scan_control *sc)
221 {
222         if (!cgroup_reclaim(sc))
223                 return true;
224 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
225         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
226                 return true;
227 #endif
228         return false;
229 }
230 #else
231 static bool cgroup_reclaim(struct scan_control *sc)
232 {
233         return false;
234 }
235
236 static bool root_reclaim(struct scan_control *sc)
237 {
238         return true;
239 }
240
241 static bool writeback_throttling_sane(struct scan_control *sc)
242 {
243         return true;
244 }
245 #endif
246
247 static void set_task_reclaim_state(struct task_struct *task,
248                                    struct reclaim_state *rs)
249 {
250         /* Check for an overwrite */
251         WARN_ON_ONCE(rs && task->reclaim_state);
252
253         /* Check for the nulling of an already-nulled member */
254         WARN_ON_ONCE(!rs && !task->reclaim_state);
255
256         task->reclaim_state = rs;
257 }
258
259 /*
260  * flush_reclaim_state(): add pages reclaimed outside of LRU-based reclaim to
261  * scan_control->nr_reclaimed.
262  */
263 static void flush_reclaim_state(struct scan_control *sc)
264 {
265         /*
266          * Currently, reclaim_state->reclaimed includes three types of pages
267          * freed outside of vmscan:
268          * (1) Slab pages.
269          * (2) Clean file pages from pruned inodes (on highmem systems).
270          * (3) XFS freed buffer pages.
271          *
272          * For all of these cases, we cannot universally link the pages to a
273          * single memcg. For example, a memcg-aware shrinker can free one object
274          * charged to the target memcg, causing an entire page to be freed.
275          * If we count the entire page as reclaimed from the memcg, we end up
276          * overestimating the reclaimed amount (potentially under-reclaiming).
277          *
278          * Only count such pages for global reclaim to prevent under-reclaiming
279          * from the target memcg; preventing unnecessary retries during memcg
280          * charging and false positives from proactive reclaim.
281          *
282          * For uncommon cases where the freed pages were actually mostly
283          * charged to the target memcg, we end up underestimating the reclaimed
284          * amount. This should be fine. The freed pages will be uncharged
285          * anyway, even if they are not counted here properly, and we will be
286          * able to make forward progress in charging (which is usually in a
287          * retry loop).
288          *
289          * We can go one step further, and report the uncharged objcg pages in
290          * memcg reclaim, to make reporting more accurate and reduce
291          * underestimation, but it's probably not worth the complexity for now.
292          */
293         if (current->reclaim_state && root_reclaim(sc)) {
294                 sc->nr_reclaimed += current->reclaim_state->reclaimed;
295                 current->reclaim_state->reclaimed = 0;
296         }
297 }
298
299 static bool can_demote(int nid, struct scan_control *sc)
300 {
301         if (!numa_demotion_enabled)
302                 return false;
303         if (sc && sc->no_demotion)
304                 return false;
305         if (next_demotion_node(nid) == NUMA_NO_NODE)
306                 return false;
307
308         return true;
309 }
310
311 static inline bool can_reclaim_anon_pages(struct mem_cgroup *memcg,
312                                           int nid,
313                                           struct scan_control *sc)
314 {
315         if (memcg == NULL) {
316                 /*
317                  * For non-memcg reclaim, is there
318                  * space in any swap device?
319                  */
320                 if (get_nr_swap_pages() > 0)
321                         return true;
322         } else {
323                 /* Is the memcg below its swap limit? */
324                 if (mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) > 0)
325                         return true;
326         }
327
328         /*
329          * The page can not be swapped.
330          *
331          * Can it be reclaimed from this node via demotion?
332          */
333         return can_demote(nid, sc);
334 }
335
336 /*
337  * This misses isolated folios which are not accounted for to save counters.
338  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
339  * not expected that isolated folios will be a dominating factor.
340  */
341 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
342 {
343         unsigned long nr;
344
345         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
346                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
347         if (can_reclaim_anon_pages(NULL, zone_to_nid(zone), NULL))
348                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
349                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
350
351         return nr;
352 }
353
354 /**
355  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
356  * @lruvec: lru vector
357  * @lru: lru to use
358  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES - 1 for the whole LRU list)
359  */
360 static unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
361                                      int zone_idx)
362 {
363         unsigned long size = 0;
364         int zid;
365
366         for (zid = 0; zid <= zone_idx; zid++) {
367                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
368
369                 if (!managed_zone(zone))
370                         continue;
371
372                 if (!mem_cgroup_disabled())
373                         size += mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
374                 else
375                         size += zone_page_state(zone, NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
376         }
377         return size;
378 }
379
380 static unsigned long drop_slab_node(int nid)
381 {
382         unsigned long freed = 0;
383         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
384
385         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
386         do {
387                 freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg, 0);
388         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
389
390         return freed;
391 }
392
393 void drop_slab(void)
394 {
395         int nid;
396         int shift = 0;
397         unsigned long freed;
398
399         do {
400                 freed = 0;
401                 for_each_online_node(nid) {
402                         if (fatal_signal_pending(current))
403                                 return;
404
405                         freed += drop_slab_node(nid);
406                 }
407         } while ((freed >> shift++) > 1);
408 }
409
410 static int reclaimer_offset(void)
411 {
412         BUILD_BUG_ON(PGSTEAL_DIRECT - PGSTEAL_KSWAPD !=
413                         PGDEMOTE_DIRECT - PGDEMOTE_KSWAPD);
414         BUILD_BUG_ON(PGSTEAL_KHUGEPAGED - PGSTEAL_KSWAPD !=
415                         PGDEMOTE_KHUGEPAGED - PGDEMOTE_KSWAPD);
416         BUILD_BUG_ON(PGSTEAL_DIRECT - PGSTEAL_KSWAPD !=
417                         PGSCAN_DIRECT - PGSCAN_KSWAPD);
418         BUILD_BUG_ON(PGSTEAL_KHUGEPAGED - PGSTEAL_KSWAPD !=
419                         PGSCAN_KHUGEPAGED - PGSCAN_KSWAPD);
420
421         if (current_is_kswapd())
422                 return 0;
423         if (current_is_khugepaged())
424                 return PGSTEAL_KHUGEPAGED - PGSTEAL_KSWAPD;
425         return PGSTEAL_DIRECT - PGSTEAL_KSWAPD;
426 }
427
428 static inline int is_page_cache_freeable(struct folio *folio)
429 {
430         /*
431          * A freeable page cache folio is referenced only by the caller
432          * that isolated the folio, the page cache and optional filesystem
433          * private data at folio->private.
434          */
435         return folio_ref_count(folio) - folio_test_private(folio) ==
436                 1 + folio_nr_pages(folio);
437 }
438
439 /*
440  * We detected a synchronous write error writing a folio out.  Probably
441  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
442  * fsync(), msync() or close().
443  *
444  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
445  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the folio and once
446  * that folio is locked, the mapping is pinned.
447  *
448  * We're allowed to run sleeping folio_lock() here because we know the caller has
449  * __GFP_FS.
450  */
451 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
452                                 struct folio *folio, int error)
453 {
454         folio_lock(folio);
455         if (folio_mapping(folio) == mapping)
456                 mapping_set_error(mapping, error);
457         folio_unlock(folio);
458 }
459
460 static bool skip_throttle_noprogress(pg_data_t *pgdat)
461 {
462         int reclaimable = 0, write_pending = 0;
463         int i;
464
465         /*
466          * If kswapd is disabled, reschedule if necessary but do not
467          * throttle as the system is likely near OOM.
468          */
469         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
470                 return true;
471
472         /*
473          * If there are a lot of dirty/writeback folios then do not
474          * throttle as throttling will occur when the folios cycle
475          * towards the end of the LRU if still under writeback.
476          */
477         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
478                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
479
480                 if (!managed_zone(zone))
481                         continue;
482
483                 reclaimable += zone_reclaimable_pages(zone);
484                 write_pending += zone_page_state_snapshot(zone,
485                                                   NR_ZONE_WRITE_PENDING);
486         }
487         if (2 * write_pending <= reclaimable)
488                 return true;
489
490         return false;
491 }
492
493 void reclaim_throttle(pg_data_t *pgdat, enum vmscan_throttle_state reason)
494 {
495         wait_queue_head_t *wqh = &pgdat->reclaim_wait[reason];
496         long timeout, ret;
497         DEFINE_WAIT(wait);
498
499         /*
500          * Do not throttle user workers, kthreads other than kswapd or
501          * workqueues. They may be required for reclaim to make
502          * forward progress (e.g. journalling workqueues or kthreads).
503          */
504         if (!current_is_kswapd() &&
505             current->flags & (PF_USER_WORKER|PF_KTHREAD)) {
506                 cond_resched();
507                 return;
508         }
509
510         /*
511          * These figures are pulled out of thin air.
512          * VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED is a transient condition based on too many
513          * parallel reclaimers which is a short-lived event so the timeout is
514          * short. Failing to make progress or waiting on writeback are
515          * potentially long-lived events so use a longer timeout. This is shaky
516          * logic as a failure to make progress could be due to anything from
517          * writeback to a slow device to excessive referenced folios at the tail
518          * of the inactive LRU.
519          */
520         switch(reason) {
521         case VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK:
522                 timeout = HZ/10;
523
524                 if (atomic_inc_return(&pgdat->nr_writeback_throttled) == 1) {
525                         WRITE_ONCE(pgdat->nr_reclaim_start,
526                                 node_page_state(pgdat, NR_THROTTLED_WRITTEN));
527                 }
528
529                 break;
530         case VMSCAN_THROTTLE_CONGESTED:
531                 fallthrough;
532         case VMSCAN_THROTTLE_NOPROGRESS:
533                 if (skip_throttle_noprogress(pgdat)) {
534                         cond_resched();
535                         return;
536                 }
537
538                 timeout = 1;
539
540                 break;
541         case VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED:
542                 timeout = HZ/50;
543                 break;
544         default:
545                 WARN_ON_ONCE(1);
546                 timeout = HZ;
547                 break;
548         }
549
550         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
551         ret = schedule_timeout(timeout);
552         finish_wait(wqh, &wait);
553
554         if (reason == VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK)
555                 atomic_dec(&pgdat->nr_writeback_throttled);
556
557         trace_mm_vmscan_throttled(pgdat->node_id, jiffies_to_usecs(timeout),
558                                 jiffies_to_usecs(timeout - ret),
559                                 reason);
560 }
561
562 /*
563  * Account for folios written if tasks are throttled waiting on dirty
564  * folios to clean. If enough folios have been cleaned since throttling
565  * started then wakeup the throttled tasks.
566  */
567 void __acct_reclaim_writeback(pg_data_t *pgdat, struct folio *folio,
568                                                         int nr_throttled)
569 {
570         unsigned long nr_written;
571
572         node_stat_add_folio(folio, NR_THROTTLED_WRITTEN);
573
574         /*
575          * This is an inaccurate read as the per-cpu deltas may not
576          * be synchronised. However, given that the system is
577          * writeback throttled, it is not worth taking the penalty
578          * of getting an accurate count. At worst, the throttle
579          * timeout guarantees forward progress.
580          */
581         nr_written = node_page_state(pgdat, NR_THROTTLED_WRITTEN) -
582                 READ_ONCE(pgdat->nr_reclaim_start);
583
584         if (nr_written > SWAP_CLUSTER_MAX * nr_throttled)
585                 wake_up(&pgdat->reclaim_wait[VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK]);
586 }
587
588 /* possible outcome of pageout() */
589 typedef enum {
590         /* failed to write folio out, folio is locked */
591         PAGE_KEEP,
592         /* move folio to the active list, folio is locked */
593         PAGE_ACTIVATE,
594         /* folio has been sent to the disk successfully, folio is unlocked */
595         PAGE_SUCCESS,
596         /* folio is clean and locked */
597         PAGE_CLEAN,
598 } pageout_t;
599
600 /*
601  * pageout is called by shrink_folio_list() for each dirty folio.
602  * Calls ->writepage().
603  */
604 static pageout_t pageout(struct folio *folio, struct address_space *mapping,
605                          struct swap_iocb **plug)
606 {
607         /*
608          * If the folio is dirty, only perform writeback if that write
609          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
610          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
611          * stalls if we need to run get_block().  We could test
612          * PagePrivate for that.
613          *
614          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
615          * this folio's queue, we can perform writeback even if that
616          * will block.
617          *
618          * If the folio is swapcache, write it back even if that would
619          * block, for some throttling. This happens by accident, because
620          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
621          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
622          */
623         if (!is_page_cache_freeable(folio))
624                 return PAGE_KEEP;
625         if (!mapping) {
626                 /*
627                  * Some data journaling orphaned folios can have
628                  * folio->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
629                  */
630                 if (folio_test_private(folio)) {
631                         if (try_to_free_buffers(folio)) {
632                                 folio_clear_dirty(folio);
633                                 pr_info("%s: orphaned folio\n", __func__);
634                                 return PAGE_CLEAN;
635                         }
636                 }
637                 return PAGE_KEEP;
638         }
639         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
640                 return PAGE_ACTIVATE;
641
642         if (folio_clear_dirty_for_io(folio)) {
643                 int res;
644                 struct writeback_control wbc = {
645                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
646                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
647                         .range_start = 0,
648                         .range_end = LLONG_MAX,
649                         .for_reclaim = 1,
650                         .swap_plug = plug,
651                 };
652
653                 folio_set_reclaim(folio);
654                 res = mapping->a_ops->writepage(&folio->page, &wbc);
655                 if (res < 0)
656                         handle_write_error(mapping, folio, res);
657                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
658                         folio_clear_reclaim(folio);
659                         return PAGE_ACTIVATE;
660                 }
661
662                 if (!folio_test_writeback(folio)) {
663                         /* synchronous write or broken a_ops? */
664                         folio_clear_reclaim(folio);
665                 }
666                 trace_mm_vmscan_write_folio(folio);
667                 node_stat_add_folio(folio, NR_VMSCAN_WRITE);
668                 return PAGE_SUCCESS;
669         }
670
671         return PAGE_CLEAN;
672 }
673
674 /*
675  * Same as remove_mapping, but if the folio is removed from the mapping, it
676  * gets returned with a refcount of 0.
677  */
678 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
679                             bool reclaimed, struct mem_cgroup *target_memcg)
680 {
681         int refcount;
682         void *shadow = NULL;
683
684         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
685         BUG_ON(mapping != folio_mapping(folio));
686
687         if (!folio_test_swapcache(folio))
688                 spin_lock(&mapping->host->i_lock);
689         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
690         /*
691          * The non racy check for a busy folio.
692          *
693          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
694          * a ref to the folio, it may be possible that they dirty it then
695          * drop the reference. So if the dirty flag is tested before the
696          * refcount here, then the following race may occur:
697          *
698          * get_user_pages(&page);
699          * [user mapping goes away]
700          * write_to(page);
701          *                              !folio_test_dirty(folio)    [good]
702          * folio_set_dirty(folio);
703          * folio_put(folio);
704          *                              !refcount(folio)   [good, discard it]
705          *
706          * [oops, our write_to data is lost]
707          *
708          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
709          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the folio->flags
710          * load is not satisfied before that of folio->_refcount.
711          *
712          * Note that if the dirty flag is always set via folio_mark_dirty,
713          * and thus under the i_pages lock, then this ordering is not required.
714          */
715         refcount = 1 + folio_nr_pages(folio);
716         if (!folio_ref_freeze(folio, refcount))
717                 goto cannot_free;
718         /* note: atomic_cmpxchg in folio_ref_freeze provides the smp_rmb */
719         if (unlikely(folio_test_dirty(folio))) {
720                 folio_ref_unfreeze(folio, refcount);
721                 goto cannot_free;
722         }
723
724         if (folio_test_swapcache(folio)) {
725                 swp_entry_t swap = folio->swap;
726
727                 if (reclaimed && !mapping_exiting(mapping))
728                         shadow = workingset_eviction(folio, target_memcg);
729                 __delete_from_swap_cache(folio, swap, shadow);
730                 mem_cgroup_swapout(folio, swap);
731                 xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
732                 put_swap_folio(folio, swap);
733         } else {
734                 void (*free_folio)(struct folio *);
735
736                 free_folio = mapping->a_ops->free_folio;
737                 /*
738                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
739                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
740                  *
741                  * But don't store shadows in an address space that is
742                  * already exiting.  This is not just an optimization,
743                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
744                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
745                  * back.
746                  *
747                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
748                  * only page cache folios found in these are zero pages
749                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
750                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
751                  * same address_space.
752                  */
753                 if (reclaimed && folio_is_file_lru(folio) &&
754                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
755                         shadow = workingset_eviction(folio, target_memcg);
756                 __filemap_remove_folio(folio, shadow);
757                 xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
758                 if (mapping_shrinkable(mapping))
759                         inode_add_lru(mapping->host);
760                 spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
761
762                 if (free_folio)
763                         free_folio(folio);
764         }
765
766         return 1;
767
768 cannot_free:
769         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
770         if (!folio_test_swapcache(folio))
771                 spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
772         return 0;
773 }
774
775 /**
776  * remove_mapping() - Attempt to remove a folio from its mapping.
777  * @mapping: The address space.
778  * @folio: The folio to remove.
779  *
780  * If the folio is dirty, under writeback or if someone else has a ref
781  * on it, removal will fail.
782  * Return: The number of pages removed from the mapping.  0 if the folio
783  * could not be removed.
784  * Context: The caller should have a single refcount on the folio and
785  * hold its lock.
786  */
787 long remove_mapping(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
788 {
789         if (__remove_mapping(mapping, folio, false, NULL)) {
790                 /*
791                  * Unfreezing the refcount with 1 effectively
792                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
793                  * atomic operation.
794                  */
795                 folio_ref_unfreeze(folio, 1);
796                 return folio_nr_pages(folio);
797         }
798         return 0;
799 }
800
801 /**
802  * folio_putback_lru - Put previously isolated folio onto appropriate LRU list.
803  * @folio: Folio to be returned to an LRU list.
804  *
805  * Add previously isolated @folio to appropriate LRU list.
806  * The folio may still be unevictable for other reasons.
807  *
808  * Context: lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
809  */
810 void folio_putback_lru(struct folio *folio)
811 {
812         folio_add_lru(folio);
813         folio_put(folio);               /* drop ref from isolate */
814 }
815
816 enum folio_references {
817         FOLIOREF_RECLAIM,
818         FOLIOREF_RECLAIM_CLEAN,
819         FOLIOREF_KEEP,
820         FOLIOREF_ACTIVATE,
821 };
822
823 static enum folio_references folio_check_references(struct folio *folio,
824                                                   struct scan_control *sc)
825 {
826         int referenced_ptes, referenced_folio;
827         unsigned long vm_flags;
828
829         referenced_ptes = folio_referenced(folio, 1, sc->target_mem_cgroup,
830                                            &vm_flags);
831         referenced_folio = folio_test_clear_referenced(folio);
832
833         /*
834          * The supposedly reclaimable folio was found to be in a VM_LOCKED vma.
835          * Let the folio, now marked Mlocked, be moved to the unevictable list.
836          */
837         if (vm_flags & VM_LOCKED)
838                 return FOLIOREF_ACTIVATE;
839
840         /* rmap lock contention: rotate */
841         if (referenced_ptes == -1)
842                 return FOLIOREF_KEEP;
843
844         if (referenced_ptes) {
845                 /*
846                  * All mapped folios start out with page table
847                  * references from the instantiating fault, so we need
848                  * to look twice if a mapped file/anon folio is used more
849                  * than once.
850                  *
851                  * Mark it and spare it for another trip around the
852                  * inactive list.  Another page table reference will
853                  * lead to its activation.
854                  *
855                  * Note: the mark is set for activated folios as well
856                  * so that recently deactivated but used folios are
857                  * quickly recovered.
858                  */
859                 folio_set_referenced(folio);
860
861                 if (referenced_folio || referenced_ptes > 1)
862                         return FOLIOREF_ACTIVATE;
863
864                 /*
865                  * Activate file-backed executable folios after first usage.
866                  */
867                 if ((vm_flags & VM_EXEC) && folio_is_file_lru(folio))
868                         return FOLIOREF_ACTIVATE;
869
870                 return FOLIOREF_KEEP;
871         }
872
873         /* Reclaim if clean, defer dirty folios to writeback */
874         if (referenced_folio && folio_is_file_lru(folio))
875                 return FOLIOREF_RECLAIM_CLEAN;
876
877         return FOLIOREF_RECLAIM;
878 }
879
880 /* Check if a folio is dirty or under writeback */
881 static void folio_check_dirty_writeback(struct folio *folio,
882                                        bool *dirty, bool *writeback)
883 {
884         struct address_space *mapping;
885
886         /*
887          * Anonymous folios are not handled by flushers and must be written
888          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them.
889          * MADV_FREE anonymous folios are put into inactive file list too.
890          * They could be mistakenly treated as file lru. So further anon
891          * test is needed.
892          */
893         if (!folio_is_file_lru(folio) ||
894             (folio_test_anon(folio) && !folio_test_swapbacked(folio))) {
895                 *dirty = false;
896                 *writeback = false;
897                 return;
898         }
899
900         /* By default assume that the folio flags are accurate */
901         *dirty = folio_test_dirty(folio);
902         *writeback = folio_test_writeback(folio);
903
904         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
905         if (!folio_test_private(folio))
906                 return;
907
908         mapping = folio_mapping(folio);
909         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
910                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(folio, dirty, writeback);
911 }
912
913 static struct folio *alloc_demote_folio(struct folio *src,
914                 unsigned long private)
915 {
916         struct folio *dst;
917         nodemask_t *allowed_mask;
918         struct migration_target_control *mtc;
919
920         mtc = (struct migration_target_control *)private;
921
922         allowed_mask = mtc->nmask;
923         /*
924          * make sure we allocate from the target node first also trying to
925          * demote or reclaim pages from the target node via kswapd if we are
926          * low on free memory on target node. If we don't do this and if
927          * we have free memory on the slower(lower) memtier, we would start
928          * allocating pages from slower(lower) memory tiers without even forcing
929          * a demotion of cold pages from the target memtier. This can result
930          * in the kernel placing hot pages in slower(lower) memory tiers.
931          */
932         mtc->nmask = NULL;
933         mtc->gfp_mask |= __GFP_THISNODE;
934         dst = alloc_migration_target(src, (unsigned long)mtc);
935         if (dst)
936                 return dst;
937
938         mtc->gfp_mask &= ~__GFP_THISNODE;
939         mtc->nmask = allowed_mask;
940
941         return alloc_migration_target(src, (unsigned long)mtc);
942 }
943
944 /*
945  * Take folios on @demote_folios and attempt to demote them to another node.
946  * Folios which are not demoted are left on @demote_folios.
947  */
948 static unsigned int demote_folio_list(struct list_head *demote_folios,
949                                      struct pglist_data *pgdat)
950 {
951         int target_nid = next_demotion_node(pgdat->node_id);
952         unsigned int nr_succeeded;
953         nodemask_t allowed_mask;
954
955         struct migration_target_control mtc = {
956                 /*
957                  * Allocate from 'node', or fail quickly and quietly.
958                  * When this happens, 'page' will likely just be discarded
959                  * instead of migrated.
960                  */
961                 .gfp_mask = (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~__GFP_RECLAIM) | __GFP_NOWARN |
962                         __GFP_NOMEMALLOC | GFP_NOWAIT,
963                 .nid = target_nid,
964                 .nmask = &allowed_mask
965         };
966
967         if (list_empty(demote_folios))
968                 return 0;
969
970         if (target_nid == NUMA_NO_NODE)
971                 return 0;
972
973         node_get_allowed_targets(pgdat, &allowed_mask);
974
975         /* Demotion ignores all cpuset and mempolicy settings */
976         migrate_pages(demote_folios, alloc_demote_folio, NULL,
977                       (unsigned long)&mtc, MIGRATE_ASYNC, MR_DEMOTION,
978                       &nr_succeeded);
979
980         mod_node_page_state(pgdat, PGDEMOTE_KSWAPD + reclaimer_offset(),
981                             nr_succeeded);
982
983         return nr_succeeded;
984 }
985
986 static bool may_enter_fs(struct folio *folio, gfp_t gfp_mask)
987 {
988         if (gfp_mask & __GFP_FS)
989                 return true;
990         if (!folio_test_swapcache(folio) || !(gfp_mask & __GFP_IO))
991                 return false;
992         /*
993          * We can "enter_fs" for swap-cache with only __GFP_IO
994          * providing this isn't SWP_FS_OPS.
995          * ->flags can be updated non-atomicially (scan_swap_map_slots),
996          * but that will never affect SWP_FS_OPS, so the data_race
997          * is safe.
998          */
999         return !data_race(folio_swap_flags(folio) & SWP_FS_OPS);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * shrink_folio_list() returns the number of reclaimed pages
1004  */
1005 static unsigned int shrink_folio_list(struct list_head *folio_list,
1006                 struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc,
1007                 struct reclaim_stat *stat, bool ignore_references)
1008 {
1009         LIST_HEAD(ret_folios);
1010         LIST_HEAD(free_folios);
1011         LIST_HEAD(demote_folios);
1012         unsigned int nr_reclaimed = 0;
1013         unsigned int pgactivate = 0;
1014         bool do_demote_pass;
1015         struct swap_iocb *plug = NULL;
1016
1017         memset(stat, 0, sizeof(*stat));
1018         cond_resched();
1019         do_demote_pass = can_demote(pgdat->node_id, sc);
1020
1021 retry:
1022         while (!list_empty(folio_list)) {
1023                 struct address_space *mapping;
1024                 struct folio *folio;
1025                 enum folio_references references = FOLIOREF_RECLAIM;
1026                 bool dirty, writeback;
1027                 unsigned int nr_pages;
1028
1029                 cond_resched();
1030
1031                 folio = lru_to_folio(folio_list);
1032                 list_del(&folio->lru);
1033
1034                 if (!folio_trylock(folio))
1035                         goto keep;
1036
1037                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
1038
1039                 nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1040
1041                 /* Account the number of base pages */
1042                 sc->nr_scanned += nr_pages;
1043
1044                 if (unlikely(!folio_evictable(folio)))
1045                         goto activate_locked;
1046
1047                 if (!sc->may_unmap && folio_mapped(folio))
1048                         goto keep_locked;
1049
1050                 /* folio_update_gen() tried to promote this page? */
1051                 if (lru_gen_enabled() && !ignore_references &&
1052                     folio_mapped(folio) && folio_test_referenced(folio))
1053                         goto keep_locked;
1054
1055                 /*
1056                  * The number of dirty pages determines if a node is marked
1057                  * reclaim_congested. kswapd will stall and start writing
1058                  * folios if the tail of the LRU is all dirty unqueued folios.
1059                  */
1060                 folio_check_dirty_writeback(folio, &dirty, &writeback);
1061                 if (dirty || writeback)
1062                         stat->nr_dirty += nr_pages;
1063
1064                 if (dirty && !writeback)
1065                         stat->nr_unqueued_dirty += nr_pages;
1066
1067                 /*
1068                  * Treat this folio as congested if folios are cycling
1069                  * through the LRU so quickly that the folios marked
1070                  * for immediate reclaim are making it to the end of
1071                  * the LRU a second time.
1072                  */
1073                 if (writeback && folio_test_reclaim(folio))
1074                         stat->nr_congested += nr_pages;
1075
1076                 /*
1077                  * If a folio at the tail of the LRU is under writeback, there
1078                  * are three cases to consider.
1079                  *
1080                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number
1081                  *    of folios under writeback and this folio has both
1082                  *    the writeback and reclaim flags set, then it
1083                  *    indicates that folios are being queued for I/O but
1084                  *    are being recycled through the LRU before the I/O
1085                  *    can complete. Waiting on the folio itself risks an
1086                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback
1087                  *    the folio due to I/O error or disconnected storage
1088                  *    so instead note that the LRU is being scanned too
1089                  *    quickly and the caller can stall after the folio
1090                  *    list has been processed.
1091                  *
1092                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a folio that is
1093                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1094                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1095                  *    not to fs). In this case mark the folio for immediate
1096                  *    reclaim and continue scanning.
1097                  *
1098                  *    Require may_enter_fs() because we would wait on fs, which
1099                  *    may not have submitted I/O yet. And the loop driver might
1100                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a folio for
1101                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1102                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1103                  *    would probably show more reasons.
1104                  *
1105                  * 3) Legacy memcg encounters a folio that already has the
1106                  *    reclaim flag set. memcg does not have any dirty folio
1107                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1108                  *    folios are in writeback and there is nothing else to
1109                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1110                  *
1111                  * In cases 1) and 2) we activate the folios to get them out of
1112                  * the way while we continue scanning for clean folios on the
1113                  * inactive list and refilling from the active list. The
1114                  * observation here is that waiting for disk writes is more
1115                  * expensive than potentially causing reloads down the line.
1116                  * Since they're marked for immediate reclaim, they won't put
1117                  * memory pressure on the cache working set any longer than it
1118                  * takes to write them to disk.
1119                  */
1120                 if (folio_test_writeback(folio)) {
1121                         /* Case 1 above */
1122                         if (current_is_kswapd() &&
1123                             folio_test_reclaim(folio) &&
1124                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1125                                 stat->nr_immediate += nr_pages;
1126                                 goto activate_locked;
1127
1128                         /* Case 2 above */
1129                         } else if (writeback_throttling_sane(sc) ||
1130                             !folio_test_reclaim(folio) ||
1131                             !may_enter_fs(folio, sc->gfp_mask)) {
1132                                 /*
1133                                  * This is slightly racy -
1134                                  * folio_end_writeback() might have
1135                                  * just cleared the reclaim flag, then
1136                                  * setting the reclaim flag here ends up
1137                                  * interpreted as the readahead flag - but
1138                                  * that does not matter enough to care.
1139                                  * What we do want is for this folio to
1140                                  * have the reclaim flag set next time
1141                                  * memcg reclaim reaches the tests above,
1142                                  * so it will then wait for writeback to
1143                                  * avoid OOM; and it's also appropriate
1144                                  * in global reclaim.
1145                                  */
1146                                 folio_set_reclaim(folio);
1147                                 stat->nr_writeback += nr_pages;
1148                                 goto activate_locked;
1149
1150                         /* Case 3 above */
1151                         } else {
1152                                 folio_unlock(folio);
1153                                 folio_wait_writeback(folio);
1154                                 /* then go back and try same folio again */
1155                                 list_add_tail(&folio->lru, folio_list);
1156                                 continue;
1157                         }
1158                 }
1159
1160                 if (!ignore_references)
1161                         references = folio_check_references(folio, sc);
1162
1163                 switch (references) {
1164                 case FOLIOREF_ACTIVATE:
1165                         goto activate_locked;
1166                 case FOLIOREF_KEEP:
1167                         stat->nr_ref_keep += nr_pages;
1168                         goto keep_locked;
1169                 case FOLIOREF_RECLAIM:
1170                 case FOLIOREF_RECLAIM_CLEAN:
1171                         ; /* try to reclaim the folio below */
1172                 }
1173
1174                 /*
1175                  * Before reclaiming the folio, try to relocate
1176                  * its contents to another node.
1177                  */
1178                 if (do_demote_pass &&
1179                     (thp_migration_supported() || !folio_test_large(folio))) {
1180                         list_add(&folio->lru, &demote_folios);
1181                         folio_unlock(folio);
1182                         continue;
1183                 }
1184
1185                 /*
1186                  * Anonymous process memory has backing store?
1187                  * Try to allocate it some swap space here.
1188                  * Lazyfree folio could be freed directly
1189                  */
1190                 if (folio_test_anon(folio) && folio_test_swapbacked(folio)) {
1191                         if (!folio_test_swapcache(folio)) {
1192                                 if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1193                                         goto keep_locked;
1194                                 if (folio_maybe_dma_pinned(folio))
1195                                         goto keep_locked;
1196                                 if (folio_test_large(folio)) {
1197                                         /* cannot split folio, skip it */
1198                                         if (!can_split_folio(folio, NULL))
1199                                                 goto activate_locked;
1200                                         /*
1201                                          * Split folios without a PMD map right
1202                                          * away. Chances are some or all of the
1203                                          * tail pages can be freed without IO.
1204                                          */
1205                                         if (!folio_entire_mapcount(folio) &&
1206                                             split_folio_to_list(folio,
1207                                                                 folio_list))
1208                                                 goto activate_locked;
1209                                 }
1210                                 if (!add_to_swap(folio)) {
1211                                         if (!folio_test_large(folio))
1212                                                 goto activate_locked_split;
1213                                         /* Fallback to swap normal pages */
1214                                         if (split_folio_to_list(folio,
1215                                                                 folio_list))
1216                                                 goto activate_locked;
1217 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1218                                         count_memcg_folio_events(folio, THP_SWPOUT_FALLBACK, 1);
1219                                         count_vm_event(THP_SWPOUT_FALLBACK);
1220 #endif
1221                                         if (!add_to_swap(folio))
1222                                                 goto activate_locked_split;
1223                                 }
1224                         }
1225                 } else if (folio_test_swapbacked(folio) &&
1226                            folio_test_large(folio)) {
1227                         /* Split shmem folio */
1228                         if (split_folio_to_list(folio, folio_list))
1229                                 goto keep_locked;
1230                 }
1231
1232                 /*
1233                  * If the folio was split above, the tail pages will make
1234                  * their own pass through this function and be accounted
1235                  * then.
1236                  */
1237                 if ((nr_pages > 1) && !folio_test_large(folio)) {
1238                         sc->nr_scanned -= (nr_pages - 1);
1239                         nr_pages = 1;
1240                 }
1241
1242                 /*
1243                  * The folio is mapped into the page tables of one or more
1244                  * processes. Try to unmap it here.
1245                  */
1246                 if (folio_mapped(folio)) {
1247                         enum ttu_flags flags = TTU_BATCH_FLUSH;
1248                         bool was_swapbacked = folio_test_swapbacked(folio);
1249
1250                         if (folio_test_pmd_mappable(folio))
1251                                 flags |= TTU_SPLIT_HUGE_PMD;
1252
1253                         try_to_unmap(folio, flags);
1254                         if (folio_mapped(folio)) {
1255                                 stat->nr_unmap_fail += nr_pages;
1256                                 if (!was_swapbacked &&
1257                                     folio_test_swapbacked(folio))
1258                                         stat->nr_lazyfree_fail += nr_pages;
1259                                 goto activate_locked;
1260                         }
1261                 }
1262
1263                 /*
1264                  * Folio is unmapped now so it cannot be newly pinned anymore.
1265                  * No point in trying to reclaim folio if it is pinned.
1266                  * Furthermore we don't want to reclaim underlying fs metadata
1267                  * if the folio is pinned and thus potentially modified by the
1268                  * pinning process as that may upset the filesystem.
1269                  */
1270                 if (folio_maybe_dma_pinned(folio))
1271                         goto activate_locked;
1272
1273                 mapping = folio_mapping(folio);
1274                 if (folio_test_dirty(folio)) {
1275                         /*
1276                          * Only kswapd can writeback filesystem folios
1277                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1278                          * injecting inefficient single-folio I/O into
1279                          * flusher writeback as much as possible: only
1280                          * write folios when we've encountered many
1281                          * dirty folios, and when we've already scanned
1282                          * the rest of the LRU for clean folios and see
1283                          * the same dirty folios again (with the reclaim
1284                          * flag set).
1285                          */
1286                         if (folio_is_file_lru(folio) &&
1287                             (!current_is_kswapd() ||
1288                              !folio_test_reclaim(folio) ||
1289                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1290                                 /*
1291                                  * Immediately reclaim when written back.
1292                                  * Similar in principle to folio_deactivate()
1293                                  * except we already have the folio isolated
1294                                  * and know it's dirty
1295                                  */
1296                                 node_stat_mod_folio(folio, NR_VMSCAN_IMMEDIATE,
1297                                                 nr_pages);
1298                                 folio_set_reclaim(folio);
1299
1300                                 goto activate_locked;
1301                         }
1302
1303                         if (references == FOLIOREF_RECLAIM_CLEAN)
1304                                 goto keep_locked;
1305                         if (!may_enter_fs(folio, sc->gfp_mask))
1306                                 goto keep_locked;
1307                         if (!sc->may_writepage)
1308                                 goto keep_locked;
1309
1310                         /*
1311                          * Folio is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1312                          * potentially exists to avoid CPU writes after I/O
1313                          * starts and then write it out here.
1314                          */
1315                         try_to_unmap_flush_dirty();
1316                         switch (pageout(folio, mapping, &plug)) {
1317                         case PAGE_KEEP:
1318                                 goto keep_locked;
1319                         case PAGE_ACTIVATE:
1320                                 goto activate_locked;
1321                         case PAGE_SUCCESS:
1322                                 stat->nr_pageout += nr_pages;
1323
1324                                 if (folio_test_writeback(folio))
1325                                         goto keep;
1326                                 if (folio_test_dirty(folio))
1327                                         goto keep;
1328
1329                                 /*
1330                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1331                                  * ahead and try to reclaim the folio.
1332                                  */
1333                                 if (!folio_trylock(folio))
1334                                         goto keep;
1335                                 if (folio_test_dirty(folio) ||
1336                                     folio_test_writeback(folio))
1337                                         goto keep_locked;
1338                                 mapping = folio_mapping(folio);
1339                                 fallthrough;
1340                         case PAGE_CLEAN:
1341                                 ; /* try to free the folio below */
1342                         }
1343                 }
1344
1345                 /*
1346                  * If the folio has buffers, try to free the buffer
1347                  * mappings associated with this folio. If we succeed
1348                  * we try to free the folio as well.
1349                  *
1350                  * We do this even if the folio is dirty.
1351                  * filemap_release_folio() does not perform I/O, but it
1352                  * is possible for a folio to have the dirty flag set,
1353                  * but it is actually clean (all its buffers are clean).
1354                  * This happens if the buffers were written out directly,
1355                  * with submit_bh(). ext3 will do this, as well as
1356                  * the blockdev mapping.  filemap_release_folio() will
1357                  * discover that cleanness and will drop the buffers
1358                  * and mark the folio clean - it can be freed.
1359                  *
1360                  * Rarely, folios can have buffers and no ->mapping.
1361                  * These are the folios which were not successfully
1362                  * invalidated in truncate_cleanup_folio().  We try to
1363                  * drop those buffers here and if that worked, and the
1364                  * folio is no longer mapped into process address space
1365                  * (refcount == 1) it can be freed.  Otherwise, leave
1366                  * the folio on the LRU so it is swappable.
1367                  */
1368                 if (folio_needs_release(folio)) {
1369                         if (!filemap_release_folio(folio, sc->gfp_mask))
1370                                 goto activate_locked;
1371                         if (!mapping && folio_ref_count(folio) == 1) {
1372                                 folio_unlock(folio);
1373                                 if (folio_put_testzero(folio))
1374                                         goto free_it;
1375                                 else {
1376                                         /*
1377                                          * rare race with speculative reference.
1378                                          * the speculative reference will free
1379                                          * this folio shortly, so we may
1380                                          * increment nr_reclaimed here (and
1381                                          * leave it off the LRU).
1382                                          */
1383                                         nr_reclaimed += nr_pages;
1384                                         continue;
1385                                 }
1386                         }
1387                 }
1388
1389                 if (folio_test_anon(folio) && !folio_test_swapbacked(folio)) {
1390                         /* follow __remove_mapping for reference */
1391                         if (!folio_ref_freeze(folio, 1))
1392                                 goto keep_locked;
1393                         /*
1394                          * The folio has only one reference left, which is
1395                          * from the isolation. After the caller puts the
1396                          * folio back on the lru and drops the reference, the
1397                          * folio will be freed anyway. It doesn't matter
1398                          * which lru it goes on. So we don't bother checking
1399                          * the dirty flag here.
1400                          */
1401                         count_vm_events(PGLAZYFREED, nr_pages);
1402                         count_memcg_folio_events(folio, PGLAZYFREED, nr_pages);
1403                 } else if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, folio, true,
1404                                                          sc->target_mem_cgroup))
1405                         goto keep_locked;
1406
1407                 folio_unlock(folio);
1408 free_it:
1409                 /*
1410                  * Folio may get swapped out as a whole, need to account
1411                  * all pages in it.
1412                  */
1413                 nr_reclaimed += nr_pages;
1414
1415                 /*
1416                  * Is there need to periodically free_folio_list? It would
1417                  * appear not as the counts should be low
1418                  */
1419                 if (unlikely(folio_test_large(folio)))
1420                         destroy_large_folio(folio);
1421                 else
1422                         list_add(&folio->lru, &free_folios);
1423                 continue;
1424
1425 activate_locked_split:
1426                 /*
1427                  * The tail pages that are failed to add into swap cache
1428                  * reach here.  Fixup nr_scanned and nr_pages.
1429                  */
1430                 if (nr_pages > 1) {
1431                         sc->nr_scanned -= (nr_pages - 1);
1432                         nr_pages = 1;
1433                 }
1434 activate_locked:
1435                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1436                 if (folio_test_swapcache(folio) &&
1437                     (mem_cgroup_swap_full(folio) || folio_test_mlocked(folio)))
1438                         folio_free_swap(folio);
1439                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
1440                 if (!folio_test_mlocked(folio)) {
1441                         int type = folio_is_file_lru(folio);
1442                         folio_set_active(folio);
1443                         stat->nr_activate[type] += nr_pages;
1444                         count_memcg_folio_events(folio, PGACTIVATE, nr_pages);
1445                 }
1446 keep_locked:
1447                 folio_unlock(folio);
1448 keep:
1449                 list_add(&folio->lru, &ret_folios);
1450                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio) ||
1451                                 folio_test_unevictable(folio), folio);
1452         }
1453         /* 'folio_list' is always empty here */
1454
1455         /* Migrate folios selected for demotion */
1456         nr_reclaimed += demote_folio_list(&demote_folios, pgdat);
1457         /* Folios that could not be demoted are still in @demote_folios */
1458         if (!list_empty(&demote_folios)) {
1459                 /* Folios which weren't demoted go back on @folio_list */
1460                 list_splice_init(&demote_folios, folio_list);
1461
1462                 /*
1463                  * goto retry to reclaim the undemoted folios in folio_list if
1464                  * desired.
1465                  *
1466                  * Reclaiming directly from top tier nodes is not often desired
1467                  * due to it breaking the LRU ordering: in general memory
1468                  * should be reclaimed from lower tier nodes and demoted from
1469                  * top tier nodes.
1470                  *
1471                  * However, disabling reclaim from top tier nodes entirely
1472                  * would cause ooms in edge scenarios where lower tier memory
1473                  * is unreclaimable for whatever reason, eg memory being
1474                  * mlocked or too hot to reclaim. We can disable reclaim
1475                  * from top tier nodes in proactive reclaim though as that is
1476                  * not real memory pressure.
1477                  */
1478                 if (!sc->proactive) {
1479                         do_demote_pass = false;
1480                         goto retry;
1481                 }
1482         }
1483
1484         pgactivate = stat->nr_activate[0] + stat->nr_activate[1];
1485
1486         mem_cgroup_uncharge_list(&free_folios);
1487         try_to_unmap_flush();
1488         free_unref_page_list(&free_folios);
1489
1490         list_splice(&ret_folios, folio_list);
1491         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1492
1493         if (plug)
1494                 swap_write_unplug(plug);
1495         return nr_reclaimed;
1496 }
1497
1498 unsigned int reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1499                                            struct list_head *folio_list)
1500 {
1501         struct scan_control sc = {
1502                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1503                 .may_unmap = 1,
1504         };
1505         struct reclaim_stat stat;
1506         unsigned int nr_reclaimed;
1507         struct folio *folio, *next;
1508         LIST_HEAD(clean_folios);
1509         unsigned int noreclaim_flag;
1510
1511         list_for_each_entry_safe(folio, next, folio_list, lru) {
1512                 if (!folio_test_hugetlb(folio) && folio_is_file_lru(folio) &&
1513                     !folio_test_dirty(folio) && !__folio_test_movable(folio) &&
1514                     !folio_test_unevictable(folio)) {
1515                         folio_clear_active(folio);
1516                         list_move(&folio->lru, &clean_folios);
1517                 }
1518         }
1519
1520         /*
1521          * We should be safe here since we are only dealing with file pages and
1522          * we are not kswapd and therefore cannot write dirty file pages. But
1523          * call memalloc_noreclaim_save() anyway, just in case these conditions
1524          * change in the future.
1525          */
1526         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
1527         nr_reclaimed = shrink_folio_list(&clean_folios, zone->zone_pgdat, &sc,
1528                                         &stat, true);
1529         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
1530
1531         list_splice(&clean_folios, folio_list);
1532         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE,
1533                             -(long)nr_reclaimed);
1534         /*
1535          * Since lazyfree pages are isolated from file LRU from the beginning,
1536          * they will rotate back to anonymous LRU in the end if it failed to
1537          * discard so isolated count will be mismatched.
1538          * Compensate the isolated count for both LRU lists.
1539          */
1540         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_ANON,
1541                             stat.nr_lazyfree_fail);
1542         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE,
1543                             -(long)stat.nr_lazyfree_fail);
1544         return nr_reclaimed;
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1549  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a sanity check.
1550  */
1551 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1552                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1553 {
1554         int zid;
1555
1556         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1557                 if (!nr_zone_taken[zid])
1558                         continue;
1559
1560                 update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1561         }
1562
1563 }
1564
1565 #ifdef CONFIG_CMA
1566 /*
1567  * It is waste of effort to scan and reclaim CMA pages if it is not available
1568  * for current allocation context. Kswapd can not be enrolled as it can not
1569  * distinguish this scenario by using sc->gfp_mask = GFP_KERNEL
1570  */
1571 static bool skip_cma(struct folio *folio, struct scan_control *sc)
1572 {
1573         return !current_is_kswapd() &&
1574                         gfp_migratetype(sc->gfp_mask) != MIGRATE_MOVABLE &&
1575                         folio_migratetype(folio) == MIGRATE_CMA;
1576 }
1577 #else
1578 static bool skip_cma(struct folio *folio, struct scan_control *sc)
1579 {
1580         return false;
1581 }
1582 #endif
1583
1584 /*
1585  * Isolating page from the lruvec to fill in @dst list by nr_to_scan times.
1586  *
1587  * lruvec->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1588  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1589  * and working on them outside the LRU lock.
1590  *
1591  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1592  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1593  *
1594  * Lru_lock must be held before calling this function.
1595  *
1596  * @nr_to_scan: The number of eligible pages to look through on the list.
1597  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1598  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1599  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1600  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1601  * @lru:        LRU list id for isolating
1602  *
1603  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1604  */
1605 static unsigned long isolate_lru_folios(unsigned long nr_to_scan,
1606                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1607                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1608                 enum lru_list lru)
1609 {
1610         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1611         unsigned long nr_taken = 0;
1612         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1613         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1614         unsigned long skipped = 0;
1615         unsigned long scan, total_scan, nr_pages;
1616         LIST_HEAD(folios_skipped);
1617
1618         total_scan = 0;
1619         scan = 0;
1620         while (scan < nr_to_scan && !list_empty(src)) {
1621                 struct list_head *move_to = src;
1622                 struct folio *folio;
1623
1624                 folio = lru_to_folio(src);
1625                 prefetchw_prev_lru_folio(folio, src, flags);
1626
1627                 nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1628                 total_scan += nr_pages;
1629
1630                 if (folio_zonenum(folio) > sc->reclaim_idx ||
1631                                 skip_cma(folio, sc)) {
1632                         nr_skipped[folio_zonenum(folio)] += nr_pages;
1633                         move_to = &folios_skipped;
1634                         goto move;
1635                 }
1636
1637                 /*
1638                  * Do not count skipped folios because that makes the function
1639                  * return with no isolated folios if the LRU mostly contains
1640                  * ineligible folios.  This causes the VM to not reclaim any
1641                  * folios, triggering a premature OOM.
1642                  * Account all pages in a folio.
1643                  */
1644                 scan += nr_pages;
1645
1646                 if (!folio_test_lru(folio))
1647                         goto move;
1648                 if (!sc->may_unmap && folio_mapped(folio))
1649                         goto move;
1650
1651                 /*
1652                  * Be careful not to clear the lru flag until after we're
1653                  * sure the folio is not being freed elsewhere -- the
1654                  * folio release code relies on it.
1655                  */
1656                 if (unlikely(!folio_try_get(folio)))
1657                         goto move;
1658
1659                 if (!folio_test_clear_lru(folio)) {
1660                         /* Another thread is already isolating this folio */
1661                         folio_put(folio);
1662                         goto move;
1663                 }
1664
1665                 nr_taken += nr_pages;
1666                 nr_zone_taken[folio_zonenum(folio)] += nr_pages;
1667                 move_to = dst;
1668 move:
1669                 list_move(&folio->lru, move_to);
1670         }
1671
1672         /*
1673          * Splice any skipped folios to the start of the LRU list. Note that
1674          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1675          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1676          * scanning would soon rescan the same folios to skip and waste lots
1677          * of cpu cycles.
1678          */
1679         if (!list_empty(&folios_skipped)) {
1680                 int zid;
1681
1682                 list_splice(&folios_skipped, src);
1683                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1684                         if (!nr_skipped[zid])
1685                                 continue;
1686
1687                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1688                         skipped += nr_skipped[zid];
1689                 }
1690         }
1691         *nr_scanned = total_scan;
1692         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1693                                     total_scan, skipped, nr_taken, lru);
1694         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1695         return nr_taken;
1696 }
1697
1698 /**
1699  * folio_isolate_lru() - Try to isolate a folio from its LRU list.
1700  * @folio: Folio to isolate from its LRU list.
1701  *
1702  * Isolate a @folio from an LRU list and adjust the vmstat statistic
1703  * corresponding to whatever LRU list the folio was on.
1704  *
1705  * The folio will have its LRU flag cleared.  If it was found on the
1706  * active list, it will have the Active flag set.  If it was found on the
1707  * unevictable list, it will have the Unevictable flag set.  These flags
1708  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1709  *
1710  * Context:
1711  *
1712  * (1) Must be called with an elevated refcount on the folio. This is a
1713  *     fundamental difference from isolate_lru_folios() (which is called
1714  *     without a stable reference).
1715  * (2) The lru_lock must not be held.
1716  * (3) Interrupts must be enabled.
1717  *
1718  * Return: true if the folio was removed from an LRU list.
1719  * false if the folio was not on an LRU list.
1720  */
1721 bool folio_isolate_lru(struct folio *folio)
1722 {
1723         bool ret = false;
1724
1725         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_ref_count(folio), folio);
1726
1727         if (folio_test_clear_lru(folio)) {
1728                 struct lruvec *lruvec;
1729
1730                 folio_get(folio);
1731                 lruvec = folio_lruvec_lock_irq(folio);
1732                 lruvec_del_folio(lruvec, folio);
1733                 unlock_page_lruvec_irq(lruvec);
1734                 ret = true;
1735         }
1736
1737         return ret;
1738 }
1739
1740 /*
1741  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1742  * then get rescheduled. When there are massive number of tasks doing page
1743  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1744  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1745  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1746  */
1747 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1748                 struct scan_control *sc)
1749 {
1750         unsigned long inactive, isolated;
1751         bool too_many;
1752
1753         if (current_is_kswapd())
1754                 return 0;
1755
1756         if (!writeback_throttling_sane(sc))
1757                 return 0;
1758
1759         if (file) {
1760                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1761                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1762         } else {
1763                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1764                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1765         }
1766
1767         /*
1768          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1769          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1770          * deadlock.
1771          */
1772         if (gfp_has_io_fs(sc->gfp_mask))
1773                 inactive >>= 3;
1774
1775         too_many = isolated > inactive;
1776
1777         /* Wake up tasks throttled due to too_many_isolated. */
1778         if (!too_many)
1779                 wake_throttle_isolated(pgdat);
1780
1781         return too_many;
1782 }
1783
1784 /*
1785  * move_folios_to_lru() moves folios from private @list to appropriate LRU list.
1786  * On return, @list is reused as a list of folios to be freed by the caller.
1787  *
1788  * Returns the number of pages moved to the given lruvec.
1789  */
1790 static unsigned int move_folios_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1791                 struct list_head *list)
1792 {
1793         int nr_pages, nr_moved = 0;
1794         LIST_HEAD(folios_to_free);
1795
1796         while (!list_empty(list)) {
1797                 struct folio *folio = lru_to_folio(list);
1798
1799                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
1800                 list_del(&folio->lru);
1801                 if (unlikely(!folio_evictable(folio))) {
1802                         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
1803                         folio_putback_lru(folio);
1804                         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1805                         continue;
1806                 }
1807
1808                 /*
1809                  * The folio_set_lru needs to be kept here for list integrity.
1810                  * Otherwise:
1811                  *   #0 move_folios_to_lru             #1 release_pages
1812                  *   if (!folio_put_testzero())
1813                  *                                    if (folio_put_testzero())
1814                  *                                      !lru //skip lru_lock
1815                  *     folio_set_lru()
1816                  *     list_add(&folio->lru,)
1817                  *                                        list_add(&folio->lru,)
1818                  */
1819                 folio_set_lru(folio);
1820
1821                 if (unlikely(folio_put_testzero(folio))) {
1822                         __folio_clear_lru_flags(folio);
1823
1824                         if (unlikely(folio_test_large(folio))) {
1825                                 spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
1826                                 destroy_large_folio(folio);
1827                                 spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1828                         } else
1829                                 list_add(&folio->lru, &folios_to_free);
1830
1831                         continue;
1832                 }
1833
1834                 /*
1835                  * All pages were isolated from the same lruvec (and isolation
1836                  * inhibits memcg migration).
1837                  */
1838                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_matches_lruvec(folio, lruvec), folio);
1839                 lruvec_add_folio(lruvec, folio);
1840                 nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1841                 nr_moved += nr_pages;
1842                 if (folio_test_active(folio))
1843                         workingset_age_nonresident(lruvec, nr_pages);
1844         }
1845
1846         /*
1847          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1848          */
1849         list_splice(&folios_to_free, list);
1850
1851         return nr_moved;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services a backing
1856  * device by writing to the page cache it sets PF_LOCAL_THROTTLE. In this case
1857  * we should not throttle.  Otherwise it is safe to do so.
1858  */
1859 static int current_may_throttle(void)
1860 {
1861         return !(current->flags & PF_LOCAL_THROTTLE);
1862 }
1863
1864 /*
1865  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1866  * of reclaimed pages
1867  */
1868 static unsigned long shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan,
1869                 struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
1870                 enum lru_list lru)
1871 {
1872         LIST_HEAD(folio_list);
1873         unsigned long nr_scanned;
1874         unsigned int nr_reclaimed = 0;
1875         unsigned long nr_taken;
1876         struct reclaim_stat stat;
1877         bool file = is_file_lru(lru);
1878         enum vm_event_item item;
1879         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1880         bool stalled = false;
1881
1882         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1883                 if (stalled)
1884                         return 0;
1885
1886                 /* wait a bit for the reclaimer. */
1887                 stalled = true;
1888                 reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED);
1889
1890                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1891                 if (fatal_signal_pending(current))
1892                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1893         }
1894
1895         lru_add_drain();
1896
1897         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1898
1899         nr_taken = isolate_lru_folios(nr_to_scan, lruvec, &folio_list,
1900                                      &nr_scanned, sc, lru);
1901
1902         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1903         item = PGSCAN_KSWAPD + reclaimer_offset();
1904         if (!cgroup_reclaim(sc))
1905                 __count_vm_events(item, nr_scanned);
1906         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), item, nr_scanned);
1907         __count_vm_events(PGSCAN_ANON + file, nr_scanned);
1908
1909         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
1910
1911         if (nr_taken == 0)
1912                 return 0;
1913
1914         nr_reclaimed = shrink_folio_list(&folio_list, pgdat, sc, &stat, false);
1915
1916         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1917         move_folios_to_lru(lruvec, &folio_list);
1918
1919         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1920         item = PGSTEAL_KSWAPD + reclaimer_offset();
1921         if (!cgroup_reclaim(sc))
1922                 __count_vm_events(item, nr_reclaimed);
1923         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), item, nr_reclaimed);
1924         __count_vm_events(PGSTEAL_ANON + file, nr_reclaimed);
1925         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
1926
1927         lru_note_cost(lruvec, file, stat.nr_pageout, nr_scanned - nr_reclaimed);
1928         mem_cgroup_uncharge_list(&folio_list);
1929         free_unref_page_list(&folio_list);
1930
1931         /*
1932          * If dirty folios are scanned that are not queued for IO, it
1933          * implies that flushers are not doing their job. This can
1934          * happen when memory pressure pushes dirty folios to the end of
1935          * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
1936          * data has expired. It can also happen when the proportion of
1937          * dirty folios grows not through writes but through memory
1938          * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
1939          * the flushers simply cannot keep up with the allocation
1940          * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep.
1941          */
1942         if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken) {
1943                 wakeup_flusher_threads(WB_REASON_VMSCAN);
1944                 /*
1945                  * For cgroupv1 dirty throttling is achieved by waking up
1946                  * the kernel flusher here and later waiting on folios
1947                  * which are in writeback to finish (see shrink_folio_list()).
1948                  *
1949                  * Flusher may not be able to issue writeback quickly
1950                  * enough for cgroupv1 writeback throttling to work
1951                  * on a large system.
1952                  */
1953                 if (!writeback_throttling_sane(sc))
1954                         reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK);
1955         }
1956
1957         sc->nr.dirty += stat.nr_dirty;
1958         sc->nr.congested += stat.nr_congested;
1959         sc->nr.unqueued_dirty += stat.nr_unqueued_dirty;
1960         sc->nr.writeback += stat.nr_writeback;
1961         sc->nr.immediate += stat.nr_immediate;
1962         sc->nr.taken += nr_taken;
1963         if (file)
1964                 sc->nr.file_taken += nr_taken;
1965
1966         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1967                         nr_scanned, nr_reclaimed, &stat, sc->priority, file);
1968         return nr_reclaimed;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * shrink_active_list() moves folios from the active LRU to the inactive LRU.
1973  *
1974  * We move them the other way if the folio is referenced by one or more
1975  * processes.
1976  *
1977  * If the folios are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1978  * appropriate to hold lru_lock across the whole operation.  But if
1979  * the folios are mapped, the processing is slow (folio_referenced()), so
1980  * we should drop lru_lock around each folio.  It's impossible to balance
1981  * this, so instead we remove the folios from the LRU while processing them.
1982  * It is safe to rely on the active flag against the non-LRU folios in here
1983  * because nobody will play with that bit on a non-LRU folio.
1984  *
1985  * The downside is that we have to touch folio->_refcount against each folio.
1986  * But we had to alter folio->flags anyway.
1987  */
1988 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1989                                struct lruvec *lruvec,
1990                                struct scan_control *sc,
1991                                enum lru_list lru)
1992 {
1993         unsigned long nr_taken;
1994         unsigned long nr_scanned;
1995         unsigned long vm_flags;
1996         LIST_HEAD(l_hold);      /* The folios which were snipped off */
1997         LIST_HEAD(l_active);
1998         LIST_HEAD(l_inactive);
1999         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
2000         unsigned nr_rotated = 0;
2001         int file = is_file_lru(lru);
2002         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2003
2004         lru_add_drain();
2005
2006         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2007
2008         nr_taken = isolate_lru_folios(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
2009                                      &nr_scanned, sc, lru);
2010
2011         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
2012
2013         if (!cgroup_reclaim(sc))
2014                 __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
2015         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), PGREFILL, nr_scanned);
2016
2017         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2018
2019         while (!list_empty(&l_hold)) {
2020                 struct folio *folio;
2021
2022                 cond_resched();
2023                 folio = lru_to_folio(&l_hold);
2024                 list_del(&folio->lru);
2025
2026                 if (unlikely(!folio_evictable(folio))) {
2027                         folio_putback_lru(folio);
2028                         continue;
2029                 }
2030
2031                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
2032                         if (folio_needs_release(folio) &&
2033                             folio_trylock(folio)) {
2034                                 filemap_release_folio(folio, 0);
2035                                 folio_unlock(folio);
2036                         }
2037                 }
2038
2039                 /* Referenced or rmap lock contention: rotate */
2040                 if (folio_referenced(folio, 0, sc->target_mem_cgroup,
2041                                      &vm_flags) != 0) {
2042                         /*
2043                          * Identify referenced, file-backed active folios and
2044                          * give them one more trip around the active list. So
2045                          * that executable code get better chances to stay in
2046                          * memory under moderate memory pressure.  Anon folios
2047                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
2048                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC folios,
2049                          * so we ignore them here.
2050                          */
2051                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && folio_is_file_lru(folio)) {
2052                                 nr_rotated += folio_nr_pages(folio);
2053                                 list_add(&folio->lru, &l_active);
2054                                 continue;
2055                         }
2056                 }
2057
2058                 folio_clear_active(folio);      /* we are de-activating */
2059                 folio_set_workingset(folio);
2060                 list_add(&folio->lru, &l_inactive);
2061         }
2062
2063         /*
2064          * Move folios back to the lru list.
2065          */
2066         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2067
2068         nr_activate = move_folios_to_lru(lruvec, &l_active);
2069         nr_deactivate = move_folios_to_lru(lruvec, &l_inactive);
2070         /* Keep all free folios in l_active list */
2071         list_splice(&l_inactive, &l_active);
2072
2073         __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_deactivate);
2074         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), PGDEACTIVATE, nr_deactivate);
2075
2076         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2077         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2078
2079         if (nr_rotated)
2080                 lru_note_cost(lruvec, file, 0, nr_rotated);
2081         mem_cgroup_uncharge_list(&l_active);
2082         free_unref_page_list(&l_active);
2083         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2084                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2085 }
2086
2087 static unsigned int reclaim_folio_list(struct list_head *folio_list,
2088                                       struct pglist_data *pgdat)
2089 {
2090         struct reclaim_stat dummy_stat;
2091         unsigned int nr_reclaimed;
2092         struct folio *folio;
2093         struct scan_control sc = {
2094                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
2095                 .may_writepage = 1,
2096                 .may_unmap = 1,
2097                 .may_swap = 1,
2098                 .no_demotion = 1,
2099         };
2100
2101         nr_reclaimed = shrink_folio_list(folio_list, pgdat, &sc, &dummy_stat, false);
2102         while (!list_empty(folio_list)) {
2103                 folio = lru_to_folio(folio_list);
2104                 list_del(&folio->lru);
2105                 folio_putback_lru(folio);
2106         }
2107
2108         return nr_reclaimed;
2109 }
2110
2111 unsigned long reclaim_pages(struct list_head *folio_list)
2112 {
2113         int nid;
2114         unsigned int nr_reclaimed = 0;
2115         LIST_HEAD(node_folio_list);
2116         unsigned int noreclaim_flag;
2117
2118         if (list_empty(folio_list))
2119                 return nr_reclaimed;
2120
2121         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
2122
2123         nid = folio_nid(lru_to_folio(folio_list));
2124         do {
2125                 struct folio *folio = lru_to_folio(folio_list);
2126
2127                 if (nid == folio_nid(folio)) {
2128                         folio_clear_active(folio);
2129                         list_move(&folio->lru, &node_folio_list);
2130                         continue;
2131                 }
2132
2133                 nr_reclaimed += reclaim_folio_list(&node_folio_list, NODE_DATA(nid));
2134                 nid = folio_nid(lru_to_folio(folio_list));
2135         } while (!list_empty(folio_list));
2136
2137         nr_reclaimed += reclaim_folio_list(&node_folio_list, NODE_DATA(nid));
2138
2139         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
2140
2141         return nr_reclaimed;
2142 }
2143
2144 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2145                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2146 {
2147         if (is_active_lru(lru)) {
2148                 if (sc->may_deactivate & (1 << is_file_lru(lru)))
2149                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2150                 else
2151                         sc->skipped_deactivate = 1;
2152                 return 0;
2153         }
2154
2155         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2156 }
2157
2158 /*
2159  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2160  * to do too much work.
2161  *
2162  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2163  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2164  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2165  *
2166  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2167  * folio has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2168  *
2169  * If that fails and refaulting is observed, the inactive list grows.
2170  *
2171  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE folios
2172  * on this LRU, maintained by the pageout code. An inactive_ratio
2173  * of 3 means 3:1 or 25% of the folios are kept on the inactive list.
2174  *
2175  * total     target    max
2176  * memory    ratio     inactive
2177  * -------------------------------------
2178  *   10MB       1         5MB
2179  *  100MB       1        50MB
2180  *    1GB       3       250MB
2181  *   10GB      10       0.9GB
2182  *  100GB      31         3GB
2183  *    1TB     101        10GB
2184  *   10TB     320        32GB
2185  */
2186 static bool inactive_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list inactive_lru)
2187 {
2188         enum lru_list active_lru = inactive_lru + LRU_ACTIVE;
2189         unsigned long inactive, active;
2190         unsigned long inactive_ratio;
2191         unsigned long gb;
2192
2193         inactive = lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + inactive_lru);
2194         active = lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + active_lru);
2195
2196         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2197         if (gb)
2198                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2199         else
2200                 inactive_ratio = 1;
2201
2202         return inactive * inactive_ratio < active;
2203 }
2204
2205 enum scan_balance {
2206         SCAN_EQUAL,
2207         SCAN_FRACT,
2208         SCAN_ANON,
2209         SCAN_FILE,
2210 };
2211
2212 static void prepare_scan_control(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2213 {
2214         unsigned long file;
2215         struct lruvec *target_lruvec;
2216
2217         if (lru_gen_enabled())
2218                 return;
2219
2220         target_lruvec = mem_cgroup_lruvec(sc->target_mem_cgroup, pgdat);
2221
2222         /*
2223          * Flush the memory cgroup stats, so that we read accurate per-memcg
2224          * lruvec stats for heuristics.
2225          */
2226         mem_cgroup_flush_stats(sc->target_mem_cgroup);
2227
2228         /*
2229          * Determine the scan balance between anon and file LRUs.
2230          */
2231         spin_lock_irq(&target_lruvec->lru_lock);
2232         sc->anon_cost = target_lruvec->anon_cost;
2233         sc->file_cost = target_lruvec->file_cost;
2234         spin_unlock_irq(&target_lruvec->lru_lock);
2235
2236         /*
2237          * Target desirable inactive:active list ratios for the anon
2238          * and file LRU lists.
2239          */
2240         if (!sc->force_deactivate) {
2241                 unsigned long refaults;
2242
2243                 /*
2244                  * When refaults are being observed, it means a new
2245                  * workingset is being established. Deactivate to get
2246                  * rid of any stale active pages quickly.
2247                  */
2248                 refaults = lruvec_page_state(target_lruvec,
2249                                 WORKINGSET_ACTIVATE_ANON);
2250                 if (refaults != target_lruvec->refaults[WORKINGSET_ANON] ||
2251                         inactive_is_low(target_lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
2252                         sc->may_deactivate |= DEACTIVATE_ANON;
2253                 else
2254                         sc->may_deactivate &= ~DEACTIVATE_ANON;
2255
2256                 refaults = lruvec_page_state(target_lruvec,
2257                                 WORKINGSET_ACTIVATE_FILE);
2258                 if (refaults != target_lruvec->refaults[WORKINGSET_FILE] ||
2259                     inactive_is_low(target_lruvec, LRU_INACTIVE_FILE))
2260                         sc->may_deactivate |= DEACTIVATE_FILE;
2261                 else
2262                         sc->may_deactivate &= ~DEACTIVATE_FILE;
2263         } else
2264                 sc->may_deactivate = DEACTIVATE_ANON | DEACTIVATE_FILE;
2265
2266         /*
2267          * If we have plenty of inactive file pages that aren't
2268          * thrashing, try to reclaim those first before touching
2269          * anonymous pages.
2270          */
2271         file = lruvec_page_state(target_lruvec, NR_INACTIVE_FILE);
2272         if (file >> sc->priority && !(sc->may_deactivate & DEACTIVATE_FILE))
2273                 sc->cache_trim_mode = 1;
2274         else
2275                 sc->cache_trim_mode = 0;
2276
2277         /*
2278          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2279          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2280          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2281          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2282          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2283          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2284          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2285          */
2286         if (!cgroup_reclaim(sc)) {
2287                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2288                 unsigned long free, anon;
2289                 int z;
2290
2291                 free = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2292                 file = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2293                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2294
2295                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2296                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2297
2298                         if (!managed_zone(zone))
2299                                 continue;
2300
2301                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2302                 }
2303
2304                 /*
2305                  * Consider anon: if that's low too, this isn't a
2306                  * runaway file reclaim problem, but rather just
2307                  * extreme pressure. Reclaim as per usual then.
2308                  */
2309                 anon = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2310
2311                 sc->file_is_tiny =
2312                         file + free <= total_high_wmark &&
2313                         !(sc->may_deactivate & DEACTIVATE_ANON) &&
2314                         anon >> sc->priority;
2315         }
2316 }
2317
2318 /*
2319  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2320  * scanned.
2321  *
2322  * nr[0] = anon inactive folios to scan; nr[1] = anon active folios to scan
2323  * nr[2] = file inactive folios to scan; nr[3] = file active folios to scan
2324  */
2325 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
2326                            unsigned long *nr)
2327 {
2328         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2329         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
2330         unsigned long anon_cost, file_cost, total_cost;
2331         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2332         u64 fraction[ANON_AND_FILE];
2333         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2334         enum scan_balance scan_balance;
2335         unsigned long ap, fp;
2336         enum lru_list lru;
2337
2338         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon folios. */
2339         if (!sc->may_swap || !can_reclaim_anon_pages(memcg, pgdat->node_id, sc)) {
2340                 scan_balance = SCAN_FILE;
2341                 goto out;
2342         }
2343
2344         /*
2345          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2346          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2347          * disable swapping for individual groups completely when
2348          * using the memory controller's swap limit feature would be
2349          * too expensive.
2350          */
2351         if (cgroup_reclaim(sc) && !swappiness) {
2352                 scan_balance = SCAN_FILE;
2353                 goto out;
2354         }
2355
2356         /*
2357          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2358          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2359          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2360          */
2361         if (!sc->priority && swappiness) {
2362                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2363                 goto out;
2364         }
2365
2366         /*
2367          * If the system is almost out of file pages, force-scan anon.
2368          */
2369         if (sc->file_is_tiny) {
2370                 scan_balance = SCAN_ANON;
2371                 goto out;
2372         }
2373
2374         /*
2375          * If there is enough inactive page cache, we do not reclaim
2376          * anything from the anonymous working right now.
2377          */
2378         if (sc->cache_trim_mode) {
2379                 scan_balance = SCAN_FILE;
2380                 goto out;
2381         }
2382
2383         scan_balance = SCAN_FRACT;
2384         /*
2385          * Calculate the pressure balance between anon and file pages.
2386          *
2387          * The amount of pressure we put on each LRU is inversely
2388          * proportional to the cost of reclaiming each list, as
2389          * determined by the share of pages that are refaulting, times
2390          * the relative IO cost of bringing back a swapped out
2391          * anonymous page vs reloading a filesystem page (swappiness).
2392          *
2393          * Although we limit that influence to ensure no list gets
2394          * left behind completely: at least a third of the pressure is
2395          * applied, before swappiness.
2396          *
2397          * With swappiness at 100, anon and file have equal IO cost.
2398          */
2399         total_cost = sc->anon_cost + sc->file_cost;
2400         anon_cost = total_cost + sc->anon_cost;
2401         file_cost = total_cost + sc->file_cost;
2402         total_cost = anon_cost + file_cost;
2403
2404         ap = swappiness * (total_cost + 1);
2405         ap /= anon_cost + 1;
2406
2407         fp = (200 - swappiness) * (total_cost + 1);
2408         fp /= file_cost + 1;
2409
2410         fraction[0] = ap;
2411         fraction[1] = fp;
2412         denominator = ap + fp;
2413 out:
2414         for_each_evictable_lru(lru) {
2415                 int file = is_file_lru(lru);
2416                 unsigned long lruvec_size;
2417                 unsigned long low, min;
2418                 unsigned long scan;
2419
2420                 lruvec_size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2421                 mem_cgroup_protection(sc->target_mem_cgroup, memcg,
2422                                       &min, &low);
2423
2424                 if (min || low) {
2425                         /*
2426                          * Scale a cgroup's reclaim pressure by proportioning
2427                          * its current usage to its memory.low or memory.min
2428                          * setting.
2429                          *
2430                          * This is important, as otherwise scanning aggression
2431                          * becomes extremely binary -- from nothing as we
2432                          * approach the memory protection threshold, to totally
2433                          * nominal as we exceed it.  This results in requiring
2434                          * setting extremely liberal protection thresholds. It
2435                          * also means we simply get no protection at all if we
2436                          * set it too low, which is not ideal.
2437                          *
2438                          * If there is any protection in place, we reduce scan
2439                          * pressure by how much of the total memory used is
2440                          * within protection thresholds.
2441                          *
2442                          * There is one special case: in the first reclaim pass,
2443                          * we skip over all groups that are within their low
2444                          * protection. If that fails to reclaim enough pages to
2445                          * satisfy the reclaim goal, we come back and override
2446                          * the best-effort low protection. However, we still
2447                          * ideally want to honor how well-behaved groups are in
2448                          * that case instead of simply punishing them all
2449                          * equally. As such, we reclaim them based on how much
2450                          * memory they are using, reducing the scan pressure
2451                          * again by how much of the total memory used is under
2452                          * hard protection.
2453                          */
2454                         unsigned long cgroup_size = mem_cgroup_size(memcg);
2455                         unsigned long protection;
2456
2457                         /* memory.low scaling, make sure we retry before OOM */
2458                         if (!sc->memcg_low_reclaim && low > min) {
2459                                 protection = low;
2460                                 sc->memcg_low_skipped = 1;
2461                         } else {
2462                                 protection = min;
2463                         }
2464
2465                         /* Avoid TOCTOU with earlier protection check */
2466                         cgroup_size = max(cgroup_size, protection);
2467
2468                         scan = lruvec_size - lruvec_size * protection /
2469                                 (cgroup_size + 1);
2470
2471                         /*
2472                          * Minimally target SWAP_CLUSTER_MAX pages to keep
2473                          * reclaim moving forwards, avoiding decrementing
2474                          * sc->priority further than desirable.
2475                          */
2476                         scan = max(scan, SWAP_CLUSTER_MAX);
2477                 } else {
2478                         scan = lruvec_size;
2479                 }
2480
2481                 scan >>= sc->priority;
2482
2483                 /*
2484                  * If the cgroup's already been deleted, make sure to
2485                  * scrape out the remaining cache.
2486                  */
2487                 if (!scan && !mem_cgroup_online(memcg))
2488                         scan = min(lruvec_size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2489
2490                 switch (scan_balance) {
2491                 case SCAN_EQUAL:
2492                         /* Scan lists relative to size */
2493                         break;
2494                 case SCAN_FRACT:
2495                         /*
2496                          * Scan types proportional to swappiness and
2497                          * their relative recent reclaim efficiency.
2498                          * Make sure we don't miss the last page on
2499                          * the offlined memory cgroups because of a
2500                          * round-off error.
2501                          */
2502                         scan = mem_cgroup_online(memcg) ?
2503                                div64_u64(scan * fraction[file], denominator) :
2504                                DIV64_U64_ROUND_UP(scan * fraction[file],
2505                                                   denominator);
2506                         break;
2507                 case SCAN_FILE:
2508                 case SCAN_ANON:
2509                         /* Scan one type exclusively */
2510                         if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file)
2511                                 scan = 0;
2512                         break;
2513                 default:
2514                         /* Look ma, no brain */
2515                         BUG();
2516                 }
2517
2518                 nr[lru] = scan;
2519         }
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Anonymous LRU management is a waste if there is
2524  * ultimately no way to reclaim the memory.
2525  */
2526 static bool can_age_anon_pages(struct pglist_data *pgdat,
2527                                struct scan_control *sc)
2528 {
2529         /* Aging the anon LRU is valuable if swap is present: */
2530         if (total_swap_pages > 0)
2531                 return true;
2532
2533         /* Also valuable if anon pages can be demoted: */
2534         return can_demote(pgdat->node_id, sc);
2535 }
2536
2537 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
2538
2539 #ifdef CONFIG_LRU_GEN_ENABLED
2540 DEFINE_STATIC_KEY_ARRAY_TRUE(lru_gen_caps, NR_LRU_GEN_CAPS);
2541 #define get_cap(cap)    static_branch_likely(&lru_gen_caps[cap])
2542 #else
2543 DEFINE_STATIC_KEY_ARRAY_FALSE(lru_gen_caps, NR_LRU_GEN_CAPS);
2544 #define get_cap(cap)    static_branch_unlikely(&lru_gen_caps[cap])
2545 #endif
2546
2547 static bool should_walk_mmu(void)
2548 {
2549         return arch_has_hw_pte_young() && get_cap(LRU_GEN_MM_WALK);
2550 }
2551
2552 static bool should_clear_pmd_young(void)
2553 {
2554         return arch_has_hw_nonleaf_pmd_young() && get_cap(LRU_GEN_NONLEAF_YOUNG);
2555 }
2556
2557 /******************************************************************************
2558  *                          shorthand helpers
2559  ******************************************************************************/
2560
2561 #define LRU_REFS_FLAGS  (BIT(PG_referenced) | BIT(PG_workingset))
2562
2563 #define DEFINE_MAX_SEQ(lruvec)                                          \
2564         unsigned long max_seq = READ_ONCE((lruvec)->lrugen.max_seq)
2565
2566 #define DEFINE_MIN_SEQ(lruvec)                                          \
2567         unsigned long min_seq[ANON_AND_FILE] = {                        \
2568                 READ_ONCE((lruvec)->lrugen.min_seq[LRU_GEN_ANON]),      \
2569                 READ_ONCE((lruvec)->lrugen.min_seq[LRU_GEN_FILE]),      \
2570         }
2571
2572 #define for_each_gen_type_zone(gen, type, zone)                         \
2573         for ((gen) = 0; (gen) < MAX_NR_GENS; (gen)++)                   \
2574                 for ((type) = 0; (type) < ANON_AND_FILE; (type)++)      \
2575                         for ((zone) = 0; (zone) < MAX_NR_ZONES; (zone)++)
2576
2577 #define get_memcg_gen(seq)      ((seq) % MEMCG_NR_GENS)
2578 #define get_memcg_bin(bin)      ((bin) % MEMCG_NR_BINS)
2579
2580 static struct lruvec *get_lruvec(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
2581 {
2582         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
2583
2584 #ifdef CONFIG_MEMCG
2585         if (memcg) {
2586                 struct lruvec *lruvec = &memcg->nodeinfo[nid]->lruvec;
2587
2588                 /* see the comment in mem_cgroup_lruvec() */
2589                 if (!lruvec->pgdat)
2590                         lruvec->pgdat = pgdat;
2591
2592                 return lruvec;
2593         }
2594 #endif
2595         VM_WARN_ON_ONCE(!mem_cgroup_disabled());
2596
2597         return &pgdat->__lruvec;
2598 }
2599
2600 static int get_swappiness(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2601 {
2602         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
2603         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2604
2605         if (!sc->may_swap)
2606                 return 0;
2607
2608         if (!can_demote(pgdat->node_id, sc) &&
2609             mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) < MIN_LRU_BATCH)
2610                 return 0;
2611
2612         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
2613 }
2614
2615 static int get_nr_gens(struct lruvec *lruvec, int type)
2616 {
2617         return lruvec->lrugen.max_seq - lruvec->lrugen.min_seq[type] + 1;
2618 }
2619
2620 static bool __maybe_unused seq_is_valid(struct lruvec *lruvec)
2621 {
2622         /* see the comment on lru_gen_folio */
2623         return get_nr_gens(lruvec, LRU_GEN_FILE) >= MIN_NR_GENS &&
2624                get_nr_gens(lruvec, LRU_GEN_FILE) <= get_nr_gens(lruvec, LRU_GEN_ANON) &&
2625                get_nr_gens(lruvec, LRU_GEN_ANON) <= MAX_NR_GENS;
2626 }
2627
2628 /******************************************************************************
2629  *                          Bloom filters
2630  ******************************************************************************/
2631
2632 /*
2633  * Bloom filters with m=1<<15, k=2 and the false positive rates of ~1/5 when
2634  * n=10,000 and ~1/2 when n=20,000, where, conventionally, m is the number of
2635  * bits in a bitmap, k is the number of hash functions and n is the number of
2636  * inserted items.
2637  *
2638  * Page table walkers use one of the two filters to reduce their search space.
2639  * To get rid of non-leaf entries that no longer have enough leaf entries, the
2640  * aging uses the double-buffering technique to flip to the other filter each
2641  * time it produces a new generation. For non-leaf entries that have enough
2642  * leaf entries, the aging carries them over to the next generation in
2643  * walk_pmd_range(); the eviction also report them when walking the rmap
2644  * in lru_gen_look_around().
2645  *
2646  * For future optimizations:
2647  * 1. It's not necessary to keep both filters all the time. The spare one can be
2648  *    freed after the RCU grace period and reallocated if needed again.
2649  * 2. And when reallocating, it's worth scaling its size according to the number
2650  *    of inserted entries in the other filter, to reduce the memory overhead on
2651  *    small systems and false positives on large systems.
2652  * 3. Jenkins' hash function is an alternative to Knuth's.
2653  */
2654 #define BLOOM_FILTER_SHIFT      15
2655
2656 static inline int filter_gen_from_seq(unsigned long seq)
2657 {
2658         return seq % NR_BLOOM_FILTERS;
2659 }
2660
2661 static void get_item_key(void *item, int *key)
2662 {
2663         u32 hash = hash_ptr(item, BLOOM_FILTER_SHIFT * 2);
2664
2665         BUILD_BUG_ON(BLOOM_FILTER_SHIFT * 2 > BITS_PER_TYPE(u32));
2666
2667         key[0] = hash & (BIT(BLOOM_FILTER_SHIFT) - 1);
2668         key[1] = hash >> BLOOM_FILTER_SHIFT;
2669 }
2670
2671 static bool test_bloom_filter(struct lru_gen_mm_state *mm_state, unsigned long seq,
2672                               void *item)
2673 {
2674         int key[2];
2675         unsigned long *filter;
2676         int gen = filter_gen_from_seq(seq);
2677
2678         filter = READ_ONCE(mm_state->filters[gen]);
2679         if (!filter)
2680                 return true;
2681
2682         get_item_key(item, key);
2683
2684         return test_bit(key[0], filter) && test_bit(key[1], filter);
2685 }
2686
2687 static void update_bloom_filter(struct lru_gen_mm_state *mm_state, unsigned long seq,
2688                                 void *item)
2689 {
2690         int key[2];
2691         unsigned long *filter;
2692         int gen = filter_gen_from_seq(seq);
2693
2694         filter = READ_ONCE(mm_state->filters[gen]);
2695         if (!filter)
2696                 return;
2697
2698         get_item_key(item, key);
2699
2700         if (!test_bit(key[0], filter))
2701                 set_bit(key[0], filter);
2702         if (!test_bit(key[1], filter))
2703                 set_bit(key[1], filter);
2704 }
2705
2706 static void reset_bloom_filter(struct lru_gen_mm_state *mm_state, unsigned long seq)
2707 {
2708         unsigned long *filter;
2709         int gen = filter_gen_from_seq(seq);
2710
2711         filter = mm_state->filters[gen];
2712         if (filter) {
2713                 bitmap_clear(filter, 0, BIT(BLOOM_FILTER_SHIFT));
2714                 return;
2715         }
2716
2717         filter = bitmap_zalloc(BIT(BLOOM_FILTER_SHIFT),
2718                                __GFP_HIGH | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
2719         WRITE_ONCE(mm_state->filters[gen], filter);
2720 }
2721
2722 /******************************************************************************
2723  *                          mm_struct list
2724  ******************************************************************************/
2725
2726 #ifdef CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU
2727
2728 static struct lru_gen_mm_list *get_mm_list(struct mem_cgroup *memcg)
2729 {
2730         static struct lru_gen_mm_list mm_list = {
2731                 .fifo = LIST_HEAD_INIT(mm_list.fifo),
2732                 .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mm_list.lock),
2733         };
2734
2735 #ifdef CONFIG_MEMCG
2736         if (memcg)
2737                 return &memcg->mm_list;
2738 #endif
2739         VM_WARN_ON_ONCE(!mem_cgroup_disabled());
2740
2741         return &mm_list;
2742 }
2743
2744 static struct lru_gen_mm_state *get_mm_state(struct lruvec *lruvec)
2745 {
2746         return &lruvec->mm_state;
2747 }
2748
2749 static struct mm_struct *get_next_mm(struct lru_gen_mm_walk *walk)
2750 {
2751         int key;
2752         struct mm_struct *mm;
2753         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(walk->lruvec);
2754         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(walk->lruvec);
2755
2756         mm = list_entry(mm_state->head, struct mm_struct, lru_gen.list);
2757         key = pgdat->node_id % BITS_PER_TYPE(mm->lru_gen.bitmap);
2758
2759         if (!walk->force_scan && !test_bit(key, &mm->lru_gen.bitmap))
2760                 return NULL;
2761
2762         clear_bit(key, &mm->lru_gen.bitmap);
2763
2764         return mmget_not_zero(mm) ? mm : NULL;
2765 }
2766
2767 void lru_gen_add_mm(struct mm_struct *mm)
2768 {
2769         int nid;
2770         struct mem_cgroup *memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2771         struct lru_gen_mm_list *mm_list = get_mm_list(memcg);
2772
2773         VM_WARN_ON_ONCE(!list_empty(&mm->lru_gen.list));
2774 #ifdef CONFIG_MEMCG
2775         VM_WARN_ON_ONCE(mm->lru_gen.memcg);
2776         mm->lru_gen.memcg = memcg;
2777 #endif
2778         spin_lock(&mm_list->lock);
2779
2780         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2781                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
2782                 struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
2783
2784                 /* the first addition since the last iteration */
2785                 if (mm_state->tail == &mm_list->fifo)
2786                         mm_state->tail = &mm->lru_gen.list;
2787         }
2788
2789         list_add_tail(&mm->lru_gen.list, &mm_list->fifo);
2790
2791         spin_unlock(&mm_list->lock);
2792 }
2793
2794 void lru_gen_del_mm(struct mm_struct *mm)
2795 {
2796         int nid;
2797         struct lru_gen_mm_list *mm_list;
2798         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2799
2800         if (list_empty(&mm->lru_gen.list))
2801                 return;
2802
2803 #ifdef CONFIG_MEMCG
2804         memcg = mm->lru_gen.memcg;
2805 #endif
2806         mm_list = get_mm_list(memcg);
2807
2808         spin_lock(&mm_list->lock);
2809
2810         for_each_node(nid) {
2811                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
2812                 struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
2813
2814                 /* where the current iteration continues after */
2815                 if (mm_state->head == &mm->lru_gen.list)
2816                         mm_state->head = mm_state->head->prev;
2817
2818                 /* where the last iteration ended before */
2819                 if (mm_state->tail == &mm->lru_gen.list)
2820                         mm_state->tail = mm_state->tail->next;
2821         }
2822
2823         list_del_init(&mm->lru_gen.list);
2824
2825         spin_unlock(&mm_list->lock);
2826
2827 #ifdef CONFIG_MEMCG
2828         mem_cgroup_put(mm->lru_gen.memcg);
2829         mm->lru_gen.memcg = NULL;
2830 #endif
2831 }
2832
2833 #ifdef CONFIG_MEMCG
2834 void lru_gen_migrate_mm(struct mm_struct *mm)
2835 {
2836         struct mem_cgroup *memcg;
2837         struct task_struct *task = rcu_dereference_protected(mm->owner, true);
2838
2839         VM_WARN_ON_ONCE(task->mm != mm);
2840         lockdep_assert_held(&task->alloc_lock);
2841
2842         /* for mm_update_next_owner() */
2843         if (mem_cgroup_disabled())
2844                 return;
2845
2846         /* migration can happen before addition */
2847         if (!mm->lru_gen.memcg)
2848                 return;
2849
2850         rcu_read_lock();
2851         memcg = mem_cgroup_from_task(task);
2852         rcu_read_unlock();
2853         if (memcg == mm->lru_gen.memcg)
2854                 return;
2855
2856         VM_WARN_ON_ONCE(list_empty(&mm->lru_gen.list));
2857
2858         lru_gen_del_mm(mm);
2859         lru_gen_add_mm(mm);
2860 }
2861 #endif
2862
2863 #else /* !CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU */
2864
2865 static struct lru_gen_mm_list *get_mm_list(struct mem_cgroup *memcg)
2866 {
2867         return NULL;
2868 }
2869
2870 static struct lru_gen_mm_state *get_mm_state(struct lruvec *lruvec)
2871 {
2872         return NULL;
2873 }
2874
2875 static struct mm_struct *get_next_mm(struct lru_gen_mm_walk *walk)
2876 {
2877         return NULL;
2878 }
2879
2880 #endif
2881
2882 static void reset_mm_stats(struct lruvec *lruvec, struct lru_gen_mm_walk *walk, bool last)
2883 {
2884         int i;
2885         int hist;
2886         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
2887
2888         lockdep_assert_held(&get_mm_list(lruvec_memcg(lruvec))->lock);
2889
2890         if (walk) {
2891                 hist = lru_hist_from_seq(walk->max_seq);
2892
2893                 for (i = 0; i < NR_MM_STATS; i++) {
2894                         WRITE_ONCE(mm_state->stats[hist][i],
2895                                    mm_state->stats[hist][i] + walk->mm_stats[i]);
2896                         walk->mm_stats[i] = 0;
2897                 }
2898         }
2899
2900         if (NR_HIST_GENS > 1 && last) {
2901                 hist = lru_hist_from_seq(mm_state->seq + 1);
2902
2903                 for (i = 0; i < NR_MM_STATS; i++)
2904                         WRITE_ONCE(mm_state->stats[hist][i], 0);
2905         }
2906 }
2907
2908 static bool iterate_mm_list(struct lruvec *lruvec, struct lru_gen_mm_walk *walk,
2909                             struct mm_struct **iter)
2910 {
2911         bool first = false;
2912         bool last = false;
2913         struct mm_struct *mm = NULL;
2914         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
2915         struct lru_gen_mm_list *mm_list = get_mm_list(memcg);
2916         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
2917
2918         /*
2919          * mm_state->seq is incremented after each iteration of mm_list. There
2920          * are three interesting cases for this page table walker:
2921          * 1. It tries to start a new iteration with a stale max_seq: there is
2922          *    nothing left to do.
2923          * 2. It started the next iteration: it needs to reset the Bloom filter
2924          *    so that a fresh set of PTE tables can be recorded.
2925          * 3. It ended the current iteration: it needs to reset the mm stats
2926          *    counters and tell its caller to increment max_seq.
2927          */
2928         spin_lock(&mm_list->lock);
2929
2930         VM_WARN_ON_ONCE(mm_state->seq + 1 < walk->max_seq);
2931
2932         if (walk->max_seq <= mm_state->seq)
2933                 goto done;
2934
2935         if (!mm_state->head)
2936                 mm_state->head = &mm_list->fifo;
2937
2938         if (mm_state->head == &mm_list->fifo)
2939                 first = true;
2940
2941         do {
2942                 mm_state->head = mm_state->head->next;
2943                 if (mm_state->head == &mm_list->fifo) {
2944                         WRITE_ONCE(mm_state->seq, mm_state->seq + 1);
2945                         last = true;
2946                         break;
2947                 }
2948
2949                 /* force scan for those added after the last iteration */
2950                 if (!mm_state->tail || mm_state->tail == mm_state->head) {
2951                         mm_state->tail = mm_state->head->next;
2952                         walk->force_scan = true;
2953                 }
2954         } while (!(mm = get_next_mm(walk)));
2955 done:
2956         if (*iter || last)
2957                 reset_mm_stats(lruvec, walk, last);
2958
2959         spin_unlock(&mm_list->lock);
2960
2961         if (mm && first)
2962                 reset_bloom_filter(mm_state, walk->max_seq + 1);
2963
2964         if (*iter)
2965                 mmput_async(*iter);
2966
2967         *iter = mm;
2968
2969         return last;
2970 }
2971
2972 static bool iterate_mm_list_nowalk(struct lruvec *lruvec, unsigned long max_seq)
2973 {
2974         bool success = false;
2975         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
2976         struct lru_gen_mm_list *mm_list = get_mm_list(memcg);
2977         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
2978
2979         spin_lock(&mm_list->lock);
2980
2981         VM_WARN_ON_ONCE(mm_state->seq + 1 < max_seq);
2982
2983         if (max_seq > mm_state->seq) {
2984                 mm_state->head = NULL;
2985                 mm_state->tail = NULL;
2986                 WRITE_ONCE(mm_state->seq, mm_state->seq + 1);
2987                 reset_mm_stats(lruvec, NULL, true);
2988                 success = true;
2989         }
2990
2991         spin_unlock(&mm_list->lock);
2992
2993         return success;
2994 }
2995
2996 /******************************************************************************
2997  *                          PID controller
2998  ******************************************************************************/
2999
3000 /*
3001  * A feedback loop based on Proportional-Integral-Derivative (PID) controller.
3002  *
3003  * The P term is refaulted/(evicted+protected) from a tier in the generation
3004  * currently being evicted; the I term is the exponential moving average of the
3005  * P term over the generations previously evicted, using the smoothing factor
3006  * 1/2; the D term isn't supported.
3007  *
3008  * The setpoint (SP) is always the first tier of one type; the process variable
3009  * (PV) is either any tier of the other type or any other tier of the same
3010  * type.
3011  *
3012  * The error is the difference between the SP and the PV; the correction is to
3013  * turn off protection when SP>PV or turn on protection when SP<PV.
3014  *
3015  * For future optimizations:
3016  * 1. The D term may discount the other two terms over time so that long-lived
3017  *    generations can resist stale information.
3018  */
3019 struct ctrl_pos {
3020         unsigned long refaulted;
3021         unsigned long total;
3022         int gain;
3023 };
3024
3025 static void read_ctrl_pos(struct lruvec *lruvec, int type, int tier, int gain,
3026                           struct ctrl_pos *pos)
3027 {
3028         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3029         int hist = lru_hist_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
3030
3031         pos->refaulted = lrugen->avg_refaulted[type][tier] +
3032                          atomic_long_read(&lrugen->refaulted[hist][type][tier]);
3033         pos->total = lrugen->avg_total[type][tier] +
3034                      atomic_long_read(&lrugen->evicted[hist][type][tier]);
3035         if (tier)
3036                 pos->total += lrugen->protected[hist][type][tier - 1];
3037         pos->gain = gain;
3038 }
3039
3040 static void reset_ctrl_pos(struct lruvec *lruvec, int type, bool carryover)
3041 {
3042         int hist, tier;
3043         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3044         bool clear = carryover ? NR_HIST_GENS == 1 : NR_HIST_GENS > 1;
3045         unsigned long seq = carryover ? lrugen->min_seq[type] : lrugen->max_seq + 1;
3046
3047         lockdep_assert_held(&lruvec->lru_lock);
3048
3049         if (!carryover && !clear)
3050                 return;
3051
3052         hist = lru_hist_from_seq(seq);
3053
3054         for (tier = 0; tier < MAX_NR_TIERS; tier++) {
3055                 if (carryover) {
3056                         unsigned long sum;
3057
3058                         sum = lrugen->avg_refaulted[type][tier] +
3059                               atomic_long_read(&lrugen->refaulted[hist][type][tier]);
3060                         WRITE_ONCE(lrugen->avg_refaulted[type][tier], sum / 2);
3061
3062                         sum = lrugen->avg_total[type][tier] +
3063                               atomic_long_read(&lrugen->evicted[hist][type][tier]);
3064                         if (tier)
3065                                 sum += lrugen->protected[hist][type][tier - 1];
3066                         WRITE_ONCE(lrugen->avg_total[type][tier], sum / 2);
3067                 }
3068
3069                 if (clear) {
3070                         atomic_long_set(&lrugen->refaulted[hist][type][tier], 0);
3071                         atomic_long_set(&lrugen->evicted[hist][type][tier], 0);
3072                         if (tier)
3073                                 WRITE_ONCE(lrugen->protected[hist][type][tier - 1], 0);
3074                 }
3075         }
3076 }
3077
3078 static bool positive_ctrl_err(struct ctrl_pos *sp, struct ctrl_pos *pv)
3079 {
3080         /*
3081          * Return true if the PV has a limited number of refaults or a lower
3082          * refaulted/total than the SP.
3083          */
3084         return pv->refaulted < MIN_LRU_BATCH ||
3085                pv->refaulted * (sp->total + MIN_LRU_BATCH) * sp->gain <=
3086                (sp->refaulted + 1) * pv->total * pv->gain;
3087 }
3088
3089 /******************************************************************************
3090  *                          the aging
3091  ******************************************************************************/
3092
3093 /* promote pages accessed through page tables */
3094 static int folio_update_gen(struct folio *folio, int gen)
3095 {
3096         unsigned long new_flags, old_flags = READ_ONCE(folio->flags);
3097
3098         VM_WARN_ON_ONCE(gen >= MAX_NR_GENS);
3099         VM_WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
3100
3101         do {
3102                 /* lru_gen_del_folio() has isolated this page? */
3103                 if (!(old_flags & LRU_GEN_MASK)) {
3104                         /* for shrink_folio_list() */
3105                         new_flags = old_flags | BIT(PG_referenced);
3106                         continue;
3107                 }
3108
3109                 new_flags = old_flags & ~(LRU_GEN_MASK | LRU_REFS_MASK | LRU_REFS_FLAGS);
3110                 new_flags |= (gen + 1UL) << LRU_GEN_PGOFF;
3111         } while (!try_cmpxchg(&folio->flags, &old_flags, new_flags));
3112
3113         return ((old_flags & LRU_GEN_MASK) >> LRU_GEN_PGOFF) - 1;
3114 }
3115
3116 /* protect pages accessed multiple times through file descriptors */
3117 static int folio_inc_gen(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio, bool reclaiming)
3118 {
3119         int type = folio_is_file_lru(folio);
3120         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3121         int new_gen, old_gen = lru_gen_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
3122         unsigned long new_flags, old_flags = READ_ONCE(folio->flags);
3123
3124         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!(old_flags & LRU_GEN_MASK), folio);
3125
3126         do {
3127                 new_gen = ((old_flags & LRU_GEN_MASK) >> LRU_GEN_PGOFF) - 1;
3128                 /* folio_update_gen() has promoted this page? */
3129                 if (new_gen >= 0 && new_gen != old_gen)
3130                         return new_gen;
3131
3132                 new_gen = (old_gen + 1) % MAX_NR_GENS;
3133
3134                 new_flags = old_flags & ~(LRU_GEN_MASK | LRU_REFS_MASK | LRU_REFS_FLAGS);
3135                 new_flags |= (new_gen + 1UL) << LRU_GEN_PGOFF;
3136                 /* for folio_end_writeback() */
3137                 if (reclaiming)
3138                         new_flags |= BIT(PG_reclaim);
3139         } while (!try_cmpxchg(&folio->flags, &old_flags, new_flags));
3140
3141         lru_gen_update_size(lruvec, folio, old_gen, new_gen);
3142
3143         return new_gen;
3144 }
3145
3146 static void update_batch_size(struct lru_gen_mm_walk *walk, struct folio *folio,
3147                               int old_gen, int new_gen)
3148 {
3149         int type = folio_is_file_lru(folio);
3150         int zone = folio_zonenum(folio);
3151         int delta = folio_nr_pages(folio);
3152
3153         VM_WARN_ON_ONCE(old_gen >= MAX_NR_GENS);
3154         VM_WARN_ON_ONCE(new_gen >= MAX_NR_GENS);
3155
3156         walk->batched++;
3157
3158         walk->nr_pages[old_gen][type][zone] -= delta;
3159         walk->nr_pages[new_gen][type][zone] += delta;
3160 }
3161
3162 static void reset_batch_size(struct lruvec *lruvec, struct lru_gen_mm_walk *walk)
3163 {
3164         int gen, type, zone;
3165         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3166
3167         walk->batched = 0;
3168
3169         for_each_gen_type_zone(gen, type, zone) {
3170                 enum lru_list lru = type * LRU_INACTIVE_FILE;
3171                 int delta = walk->nr_pages[gen][type][zone];
3172
3173                 if (!delta)
3174                         continue;
3175
3176                 walk->nr_pages[gen][type][zone] = 0;
3177                 WRITE_ONCE(lrugen->nr_pages[gen][type][zone],
3178                            lrugen->nr_pages[gen][type][zone] + delta);
3179
3180                 if (lru_gen_is_active(lruvec, gen))
3181                         lru += LRU_ACTIVE;
3182                 __update_lru_size(lruvec, lru, zone, delta);
3183         }
3184 }
3185
3186 static int should_skip_vma(unsigned long start, unsigned long end, struct mm_walk *args)
3187 {
3188         struct address_space *mapping;
3189         struct vm_area_struct *vma = args->vma;
3190         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
3191
3192         if (!vma_is_accessible(vma))
3193                 return true;
3194
3195         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
3196                 return true;
3197
3198         if (!vma_has_recency(vma))
3199                 return true;
3200
3201         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED | VM_SPECIAL))
3202                 return true;
3203
3204         if (vma == get_gate_vma(vma->vm_mm))
3205                 return true;
3206
3207         if (vma_is_anonymous(vma))
3208                 return !walk->can_swap;
3209
3210         if (WARN_ON_ONCE(!vma->vm_file || !vma->vm_file->f_mapping))
3211                 return true;
3212
3213         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
3214         if (mapping_unevictable(mapping))
3215                 return true;
3216
3217         if (shmem_mapping(mapping))
3218                 return !walk->can_swap;
3219
3220         /* to exclude special mappings like dax, etc. */
3221         return !mapping->a_ops->read_folio;
3222 }
3223
3224 /*
3225  * Some userspace memory allocators map many single-page VMAs. Instead of
3226  * returning back to the PGD table for each of such VMAs, finish an entire PMD
3227  * table to reduce zigzags and improve cache performance.
3228  */
3229 static bool get_next_vma(unsigned long mask, unsigned long size, struct mm_walk *args,
3230                          unsigned long *vm_start, unsigned long *vm_end)
3231 {
3232         unsigned long start = round_up(*vm_end, size);
3233         unsigned long end = (start | ~mask) + 1;
3234         VMA_ITERATOR(vmi, args->mm, start);
3235
3236         VM_WARN_ON_ONCE(mask & size);
3237         VM_WARN_ON_ONCE((start & mask) != (*vm_start & mask));
3238
3239         for_each_vma(vmi, args->vma) {
3240                 if (end && end <= args->vma->vm_start)
3241                         return false;
3242
3243                 if (should_skip_vma(args->vma->vm_start, args->vma->vm_end, args))
3244                         continue;
3245
3246                 *vm_start = max(start, args->vma->vm_start);
3247                 *vm_end = min(end - 1, args->vma->vm_end - 1) + 1;
3248
3249                 return true;
3250         }
3251
3252         return false;
3253 }
3254
3255 static unsigned long get_pte_pfn(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
3256 {
3257         unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
3258
3259         VM_WARN_ON_ONCE(addr < vma->vm_start || addr >= vma->vm_end);
3260
3261         if (!pte_present(pte) || is_zero_pfn(pfn))
3262                 return -1;
3263
3264         if (WARN_ON_ONCE(pte_devmap(pte) || pte_special(pte)))
3265                 return -1;
3266
3267         if (WARN_ON_ONCE(!pfn_valid(pfn)))
3268                 return -1;
3269
3270         return pfn;
3271 }
3272
3273 static unsigned long get_pmd_pfn(pmd_t pmd, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
3274 {
3275         unsigned long pfn = pmd_pfn(pmd);
3276
3277         VM_WARN_ON_ONCE(addr < vma->vm_start || addr >= vma->vm_end);
3278
3279         if (!pmd_present(pmd) || is_huge_zero_pmd(pmd))
3280                 return -1;
3281
3282         if (WARN_ON_ONCE(pmd_devmap(pmd)))
3283                 return -1;
3284
3285         if (WARN_ON_ONCE(!pfn_valid(pfn)))
3286                 return -1;
3287
3288         return pfn;
3289 }
3290
3291 static struct folio *get_pfn_folio(unsigned long pfn, struct mem_cgroup *memcg,
3292                                    struct pglist_data *pgdat, bool can_swap)
3293 {
3294         struct folio *folio;
3295
3296         /* try to avoid unnecessary memory loads */
3297         if (pfn < pgdat->node_start_pfn || pfn >= pgdat_end_pfn(pgdat))
3298                 return NULL;
3299
3300         folio = pfn_folio(pfn);
3301         if (folio_nid(folio) != pgdat->node_id)
3302                 return NULL;
3303
3304         if (folio_memcg_rcu(folio) != memcg)
3305                 return NULL;
3306
3307         /* file VMAs can contain anon pages from COW */
3308         if (!folio_is_file_lru(folio) && !can_swap)
3309                 return NULL;
3310
3311         return folio;
3312 }
3313
3314 static bool suitable_to_scan(int total, int young)
3315 {
3316         int n = clamp_t(int, cache_line_size() / sizeof(pte_t), 2, 8);
3317
3318         /* suitable if the average number of young PTEs per cacheline is >=1 */
3319         return young * n >= total;
3320 }
3321
3322 static bool walk_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long start, unsigned long end,
3323                            struct mm_walk *args)
3324 {
3325         int i;
3326         pte_t *pte;
3327         spinlock_t *ptl;
3328         unsigned long addr;
3329         int total = 0;
3330         int young = 0;
3331         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
3332         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(walk->lruvec);
3333         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(walk->lruvec);
3334         int old_gen, new_gen = lru_gen_from_seq(walk->max_seq);
3335
3336         pte = pte_offset_map_nolock(args->mm, pmd, start & PMD_MASK, &ptl);
3337         if (!pte)
3338                 return false;
3339         if (!spin_trylock(ptl)) {
3340                 pte_unmap(pte);
3341                 return false;
3342         }
3343
3344         arch_enter_lazy_mmu_mode();
3345 restart:
3346         for (i = pte_index(start), addr = start; addr != end; i++, addr += PAGE_SIZE) {
3347                 unsigned long pfn;
3348                 struct folio *folio;
3349                 pte_t ptent = ptep_get(pte + i);
3350
3351                 total++;
3352                 walk->mm_stats[MM_LEAF_TOTAL]++;
3353
3354                 pfn = get_pte_pfn(ptent, args->vma, addr);
3355                 if (pfn == -1)
3356                         continue;
3357
3358                 if (!pte_young(ptent)) {
3359                         walk->mm_stats[MM_LEAF_OLD]++;
3360                         continue;
3361                 }
3362
3363                 folio = get_pfn_folio(pfn, memcg, pgdat, walk->can_swap);
3364                 if (!folio)
3365                         continue;
3366
3367                 if (!ptep_test_and_clear_young(args->vma, addr, pte + i))
3368                         VM_WARN_ON_ONCE(true);
3369
3370                 young++;
3371                 walk->mm_stats[MM_LEAF_YOUNG]++;
3372
3373                 if (pte_dirty(ptent) && !folio_test_dirty(folio) &&
3374                     !(folio_test_anon(folio) && folio_test_swapbacked(folio) &&
3375                       !folio_test_swapcache(folio)))
3376                         folio_mark_dirty(folio);
3377
3378                 old_gen = folio_update_gen(folio, new_gen);
3379                 if (old_gen >= 0 && old_gen != new_gen)
3380                         update_batch_size(walk, folio, old_gen, new_gen);
3381         }
3382
3383         if (i < PTRS_PER_PTE && get_next_vma(PMD_MASK, PAGE_SIZE, args, &start, &end))
3384                 goto restart;
3385
3386         arch_leave_lazy_mmu_mode();
3387         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
3388
3389         return suitable_to_scan(total, young);
3390 }
3391
3392 static void walk_pmd_range_locked(pud_t *pud, unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
3393                                   struct mm_walk *args, unsigned long *bitmap, unsigned long *first)
3394 {
3395         int i;
3396         pmd_t *pmd;
3397         spinlock_t *ptl;
3398         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
3399         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(walk->lruvec);
3400         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(walk->lruvec);
3401         int old_gen, new_gen = lru_gen_from_seq(walk->max_seq);
3402
3403         VM_WARN_ON_ONCE(pud_leaf(*pud));
3404
3405         /* try to batch at most 1+MIN_LRU_BATCH+1 entries */
3406         if (*first == -1) {
3407                 *first = addr;
3408                 bitmap_zero(bitmap, MIN_LRU_BATCH);
3409                 return;
3410         }
3411
3412         i = addr == -1 ? 0 : pmd_index(addr) - pmd_index(*first);
3413         if (i && i <= MIN_LRU_BATCH) {
3414                 __set_bit(i - 1, bitmap);
3415                 return;
3416         }
3417
3418         pmd = pmd_offset(pud, *first);
3419
3420         ptl = pmd_lockptr(args->mm, pmd);
3421         if (!spin_trylock(ptl))
3422                 goto done;
3423
3424         arch_enter_lazy_mmu_mode();
3425
3426         do {
3427                 unsigned long pfn;
3428                 struct folio *folio;
3429
3430                 /* don't round down the first address */
3431                 addr = i ? (*first & PMD_MASK) + i * PMD_SIZE : *first;
3432
3433                 pfn = get_pmd_pfn(pmd[i], vma, addr);
3434                 if (pfn == -1)
3435                         goto next;
3436
3437                 if (!pmd_trans_huge(pmd[i])) {
3438                         if (should_clear_pmd_young())
3439                                 pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmd + i);
3440                         goto next;
3441                 }
3442
3443                 folio = get_pfn_folio(pfn, memcg, pgdat, walk->can_swap);
3444                 if (!folio)
3445                         goto next;
3446
3447                 if (!pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmd + i))
3448                         goto next;
3449
3450                 walk->mm_stats[MM_LEAF_YOUNG]++;
3451
3452                 if (pmd_dirty(pmd[i]) && !folio_test_dirty(folio) &&
3453                     !(folio_test_anon(folio) && folio_test_swapbacked(folio) &&
3454                       !folio_test_swapcache(folio)))
3455                         folio_mark_dirty(folio);
3456
3457                 old_gen = folio_update_gen(folio, new_gen);
3458                 if (old_gen >= 0 && old_gen != new_gen)
3459                         update_batch_size(walk, folio, old_gen, new_gen);
3460 next:
3461                 i = i > MIN_LRU_BATCH ? 0 : find_next_bit(bitmap, MIN_LRU_BATCH, i) + 1;
3462         } while (i <= MIN_LRU_BATCH);
3463
3464         arch_leave_lazy_mmu_mode();
3465         spin_unlock(ptl);
3466 done:
3467         *first = -1;
3468 }
3469
3470 static void walk_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long start, unsigned long end,
3471                            struct mm_walk *args)
3472 {
3473         int i;
3474         pmd_t *pmd;
3475         unsigned long next;
3476         unsigned long addr;
3477         struct vm_area_struct *vma;
3478         DECLARE_BITMAP(bitmap, MIN_LRU_BATCH);
3479         unsigned long first = -1;
3480         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
3481         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(walk->lruvec);
3482
3483         VM_WARN_ON_ONCE(pud_leaf(*pud));
3484
3485         /*
3486          * Finish an entire PMD in two passes: the first only reaches to PTE
3487          * tables to avoid taking the PMD lock; the second, if necessary, takes
3488          * the PMD lock to clear the accessed bit in PMD entries.
3489          */
3490         pmd = pmd_offset(pud, start & PUD_MASK);
3491 restart:
3492         /* walk_pte_range() may call get_next_vma() */
3493         vma = args->vma;
3494         for (i = pmd_index(start), addr = start; addr != end; i++, addr = next) {
3495                 pmd_t val = pmdp_get_lockless(pmd + i);
3496
3497                 next = pmd_addr_end(addr, end);
3498
3499                 if (!pmd_present(val) || is_huge_zero_pmd(val)) {
3500                         walk->mm_stats[MM_LEAF_TOTAL]++;
3501                         continue;
3502                 }
3503
3504                 if (pmd_trans_huge(val)) {
3505                         unsigned long pfn = pmd_pfn(val);
3506                         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(walk->lruvec);
3507
3508                         walk->mm_stats[MM_LEAF_TOTAL]++;
3509
3510                         if (!pmd_young(val)) {
3511                                 walk->mm_stats[MM_LEAF_OLD]++;
3512                                 continue;
3513                         }
3514
3515                         /* try to avoid unnecessary memory loads */
3516                         if (pfn < pgdat->node_start_pfn || pfn >= pgdat_end_pfn(pgdat))
3517                                 continue;
3518
3519                         walk_pmd_range_locked(pud, addr, vma, args, bitmap, &first);
3520                         continue;
3521                 }
3522
3523                 walk->mm_stats[MM_NONLEAF_TOTAL]++;
3524
3525                 if (should_clear_pmd_young()) {
3526                         if (!pmd_young(val))
3527                                 continue;
3528
3529                         walk_pmd_range_locked(pud, addr, vma, args, bitmap, &first);
3530                 }
3531
3532                 if (!walk->force_scan && !test_bloom_filter(mm_state, walk->max_seq, pmd + i))
3533                         continue;
3534
3535                 walk->mm_stats[MM_NONLEAF_FOUND]++;
3536
3537                 if (!walk_pte_range(&val, addr, next, args))
3538                         continue;
3539
3540                 walk->mm_stats[MM_NONLEAF_ADDED]++;
3541
3542                 /* carry over to the next generation */
3543                 update_bloom_filter(mm_state, walk->max_seq + 1, pmd + i);
3544         }
3545
3546         walk_pmd_range_locked(pud, -1, vma, args, bitmap, &first);
3547
3548         if (i < PTRS_PER_PMD && get_next_vma(PUD_MASK, PMD_SIZE, args, &start, &end))
3549                 goto restart;
3550 }
3551
3552 static int walk_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long start, unsigned long end,
3553                           struct mm_walk *args)
3554 {
3555         int i;
3556         pud_t *pud;
3557         unsigned long addr;
3558         unsigned long next;
3559         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
3560
3561         VM_WARN_ON_ONCE(p4d_leaf(*p4d));
3562
3563         pud = pud_offset(p4d, start & P4D_MASK);
3564 restart:
3565         for (i = pud_index(start), addr = start; addr != end; i++, addr = next) {
3566                 pud_t val = READ_ONCE(pud[i]);
3567
3568                 next = pud_addr_end(addr, end);
3569
3570                 if (!pud_present(val) || WARN_ON_ONCE(pud_leaf(val)))
3571                         continue;
3572
3573                 walk_pmd_range(&val, addr, next, args);
3574
3575                 if (need_resched() || walk->batched >= MAX_LRU_BATCH) {
3576                         end = (addr | ~PUD_MASK) + 1;
3577                         goto done;
3578                 }
3579         }
3580
3581         if (i < PTRS_PER_PUD && get_next_vma(P4D_MASK, PUD_SIZE, args, &start, &end))
3582                 goto restart;
3583
3584         end = round_up(end, P4D_SIZE);
3585 done:
3586         if (!end || !args->vma)
3587                 return 1;
3588
3589         walk->next_addr = max(end, args->vma->vm_start);
3590
3591         return -EAGAIN;
3592 }
3593
3594 static void walk_mm(struct lruvec *lruvec, struct mm_struct *mm, struct lru_gen_mm_walk *walk)
3595 {
3596         static const struct mm_walk_ops mm_walk_ops = {
3597                 .test_walk = should_skip_vma,
3598                 .p4d_entry = walk_pud_range,
3599                 .walk_lock = PGWALK_RDLOCK,
3600         };
3601
3602         int err;
3603         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
3604
3605         walk->next_addr = FIRST_USER_ADDRESS;
3606
3607         do {
3608                 DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
3609
3610                 err = -EBUSY;
3611
3612                 /* another thread might have called inc_max_seq() */
3613                 if (walk->max_seq != max_seq)
3614                         break;
3615
3616                 /* folio_update_gen() requires stable folio_memcg() */
3617                 if (!mem_cgroup_trylock_pages(memcg))
3618                         break;
3619
3620                 /* the caller might be holding the lock for write */
3621                 if (mmap_read_trylock(mm)) {
3622                         err = walk_page_range(mm, walk->next_addr, ULONG_MAX, &mm_walk_ops, walk);
3623
3624                         mmap_read_unlock(mm);
3625                 }
3626
3627                 mem_cgroup_unlock_pages();
3628
3629                 if (walk->batched) {
3630                         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
3631                         reset_batch_size(lruvec, walk);
3632                         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
3633                 }
3634
3635                 cond_resched();
3636         } while (err == -EAGAIN);
3637 }
3638
3639 static struct lru_gen_mm_walk *set_mm_walk(struct pglist_data *pgdat, bool force_alloc)
3640 {
3641         struct lru_gen_mm_walk *walk = current->reclaim_state->mm_walk;
3642
3643         if (pgdat && current_is_kswapd()) {
3644                 VM_WARN_ON_ONCE(walk);
3645
3646                 walk = &pgdat->mm_walk;
3647         } else if (!walk && force_alloc) {
3648                 VM_WARN_ON_ONCE(current_is_kswapd());
3649
3650                 walk = kzalloc(sizeof(*walk), __GFP_HIGH | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3651         }
3652
3653         current->reclaim_state->mm_walk = walk;
3654
3655         return walk;
3656 }
3657
3658 static void clear_mm_walk(void)
3659 {
3660         struct lru_gen_mm_walk *walk = current->reclaim_state->mm_walk;
3661
3662         VM_WARN_ON_ONCE(walk && memchr_inv(walk->nr_pages, 0, sizeof(walk->nr_pages)));
3663         VM_WARN_ON_ONCE(walk && memchr_inv(walk->mm_stats, 0, sizeof(walk->mm_stats)));
3664
3665         current->reclaim_state->mm_walk = NULL;
3666
3667         if (!current_is_kswapd())
3668                 kfree(walk);
3669 }
3670
3671 static bool inc_min_seq(struct lruvec *lruvec, int type, bool can_swap)
3672 {
3673         int zone;
3674         int remaining = MAX_LRU_BATCH;
3675         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3676         int new_gen, old_gen = lru_gen_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
3677
3678         if (type == LRU_GEN_ANON && !can_swap)
3679                 goto done;
3680
3681         /* prevent cold/hot inversion if force_scan is true */
3682         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
3683                 struct list_head *head = &lrugen->folios[old_gen][type][zone];
3684
3685                 while (!list_empty(head)) {
3686                         struct folio *folio = lru_to_folio(head);
3687
3688                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
3689                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
3690                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_is_file_lru(folio) != type, folio);
3691                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_zonenum(folio) != zone, folio);
3692
3693                         new_gen = folio_inc_gen(lruvec, folio, false);
3694                         list_move_tail(&folio->lru, &lrugen->folios[new_gen][type][zone]);
3695
3696                         if (!--remaining)
3697                                 return false;
3698                 }
3699         }
3700 done:
3701         reset_ctrl_pos(lruvec, type, true);
3702         WRITE_ONCE(lrugen->min_seq[type], lrugen->min_seq[type] + 1);
3703
3704         return true;
3705 }
3706
3707 static bool try_to_inc_min_seq(struct lruvec *lruvec, bool can_swap)
3708 {
3709         int gen, type, zone;
3710         bool success = false;
3711         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3712         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
3713
3714         VM_WARN_ON_ONCE(!seq_is_valid(lruvec));
3715
3716         /* find the oldest populated generation */
3717         for (type = !can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
3718                 while (min_seq[type] + MIN_NR_GENS <= lrugen->max_seq) {
3719                         gen = lru_gen_from_seq(min_seq[type]);
3720
3721                         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
3722                                 if (!list_empty(&lrugen->folios[gen][type][zone]))
3723                                         goto next;
3724                         }
3725
3726                         min_seq[type]++;
3727                 }
3728 next:
3729                 ;
3730         }
3731
3732         /* see the comment on lru_gen_folio */
3733         if (can_swap) {
3734                 min_seq[LRU_GEN_ANON] = min(min_seq[LRU_GEN_ANON], min_seq[LRU_GEN_FILE]);
3735                 min_seq[LRU_GEN_FILE] = max(min_seq[LRU_GEN_ANON], lrugen->min_seq[LRU_GEN_FILE]);
3736         }
3737
3738         for (type = !can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
3739                 if (min_seq[type] == lrugen->min_seq[type])
3740                         continue;
3741
3742                 reset_ctrl_pos(lruvec, type, true);
3743                 WRITE_ONCE(lrugen->min_seq[type], min_seq[type]);
3744                 success = true;
3745         }
3746
3747         return success;
3748 }
3749
3750 static bool inc_max_seq(struct lruvec *lruvec, unsigned long max_seq,
3751                         bool can_swap, bool force_scan)
3752 {
3753         bool success;
3754         int prev, next;
3755         int type, zone;
3756         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3757 restart:
3758         if (max_seq < READ_ONCE(lrugen->max_seq))
3759                 return false;
3760
3761         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
3762
3763         VM_WARN_ON_ONCE(!seq_is_valid(lruvec));
3764
3765         success = max_seq == lrugen->max_seq;
3766         if (!success)
3767                 goto unlock;
3768
3769         for (type = ANON_AND_FILE - 1; type >= 0; type--) {
3770                 if (get_nr_gens(lruvec, type) != MAX_NR_GENS)
3771                         continue;
3772
3773                 VM_WARN_ON_ONCE(!force_scan && (type == LRU_GEN_FILE || can_swap));
3774
3775                 if (inc_min_seq(lruvec, type, can_swap))
3776                         continue;
3777
3778                 spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
3779                 cond_resched();
3780                 goto restart;
3781         }
3782
3783         /*
3784          * Update the active/inactive LRU sizes for compatibility. Both sides of
3785          * the current max_seq need to be covered, since max_seq+1 can overlap
3786          * with min_seq[LRU_GEN_ANON] if swapping is constrained. And if they do
3787          * overlap, cold/hot inversion happens.
3788          */
3789         prev = lru_gen_from_seq(lrugen->max_seq - 1);
3790         next = lru_gen_from_seq(lrugen->max_seq + 1);
3791
3792         for (type = 0; type < ANON_AND_FILE; type++) {
3793                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
3794                         enum lru_list lru = type * LRU_INACTIVE_FILE;
3795                         long delta = lrugen->nr_pages[prev][type][zone] -
3796                                      lrugen->nr_pages[next][type][zone];
3797
3798                         if (!delta)
3799                                 continue;
3800
3801                         __update_lru_size(lruvec, lru, zone, delta);
3802                         __update_lru_size(lruvec, lru + LRU_ACTIVE, zone, -delta);
3803                 }
3804         }
3805
3806         for (type = 0; type < ANON_AND_FILE; type++)
3807                 reset_ctrl_pos(lruvec, type, false);
3808
3809         WRITE_ONCE(lrugen->timestamps[next], jiffies);
3810         /* make sure preceding modifications appear */
3811         smp_store_release(&lrugen->max_seq, lrugen->max_seq + 1);
3812 unlock:
3813         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
3814
3815         return success;
3816 }
3817
3818 static bool try_to_inc_max_seq(struct lruvec *lruvec, unsigned long max_seq,
3819                                struct scan_control *sc, bool can_swap, bool force_scan)
3820 {
3821         bool success;
3822         struct lru_gen_mm_walk *walk;
3823         struct mm_struct *mm = NULL;
3824         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3825         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
3826
3827         VM_WARN_ON_ONCE(max_seq > READ_ONCE(lrugen->max_seq));
3828
3829         if (!mm_state)
3830                 return inc_max_seq(lruvec, max_seq, can_swap, force_scan);
3831
3832         /* see the comment in iterate_mm_list() */
3833         if (max_seq <= READ_ONCE(mm_state->seq))
3834                 return false;
3835
3836         /*
3837          * If the hardware doesn't automatically set the accessed bit, fallback
3838          * to lru_gen_look_around(), which only clears the accessed bit in a
3839          * handful of PTEs. Spreading the work out over a period of time usually
3840          * is less efficient, but it avoids bursty page faults.
3841          */
3842         if (!should_walk_mmu()) {
3843                 success = iterate_mm_list_nowalk(lruvec, max_seq);
3844                 goto done;
3845         }
3846
3847         walk = set_mm_walk(NULL, true);
3848         if (!walk) {
3849                 success = iterate_mm_list_nowalk(lruvec, max_seq);
3850                 goto done;
3851         }
3852
3853         walk->lruvec = lruvec;
3854         walk->max_seq = max_seq;
3855         walk->can_swap = can_swap;
3856         walk->force_scan = force_scan;
3857
3858         do {
3859                 success = iterate_mm_list(lruvec, walk, &mm);
3860                 if (mm)
3861                         walk_mm(lruvec, mm, walk);
3862         } while (mm);
3863 done:
3864         if (success) {
3865                 success = inc_max_seq(lruvec, max_seq, can_swap, force_scan);
3866                 WARN_ON_ONCE(!success);
3867         }
3868
3869         return success;
3870 }
3871
3872 /******************************************************************************
3873  *                          working set protection
3874  ******************************************************************************/
3875
3876 static bool lruvec_is_sizable(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
3877 {
3878         int gen, type, zone;
3879         unsigned long total = 0;
3880         bool can_swap = get_swappiness(lruvec, sc);
3881         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3882         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
3883         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
3884         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
3885
3886         for (type = !can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
3887                 unsigned long seq;
3888
3889                 for (seq = min_seq[type]; seq <= max_seq; seq++) {
3890                         gen = lru_gen_from_seq(seq);
3891
3892                         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++)
3893                                 total += max(READ_ONCE(lrugen->nr_pages[gen][type][zone]), 0L);
3894                 }
3895         }
3896
3897         /* whether the size is big enough to be helpful */
3898         return mem_cgroup_online(memcg) ? (total >> sc->priority) : total;
3899 }
3900
3901 static bool lruvec_is_reclaimable(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
3902                                   unsigned long min_ttl)
3903 {
3904         int gen;
3905         unsigned long birth;
3906         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
3907         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
3908
3909         /* see the comment on lru_gen_folio */
3910         gen = lru_gen_from_seq(min_seq[LRU_GEN_FILE]);
3911         birth = READ_ONCE(lruvec->lrugen.timestamps[gen]);
3912
3913         if (time_is_after_jiffies(birth + min_ttl))
3914                 return false;
3915
3916         if (!lruvec_is_sizable(lruvec, sc))
3917                 return false;
3918
3919         mem_cgroup_calculate_protection(NULL, memcg);
3920
3921         return !mem_cgroup_below_min(NULL, memcg);
3922 }
3923
3924 /* to protect the working set of the last N jiffies */
3925 static unsigned long lru_gen_min_ttl __read_mostly;
3926
3927 static void lru_gen_age_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
3928 {
3929         struct mem_cgroup *memcg;
3930         unsigned long min_ttl = READ_ONCE(lru_gen_min_ttl);
3931
3932         VM_WARN_ON_ONCE(!current_is_kswapd());
3933
3934         /* check the order to exclude compaction-induced reclaim */
3935         if (!min_ttl || sc->order || sc->priority == DEF_PRIORITY)
3936                 return;
3937
3938         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3939         do {
3940                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
3941
3942                 if (lruvec_is_reclaimable(lruvec, sc, min_ttl)) {
3943                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
3944                         return;
3945                 }
3946
3947                 cond_resched();
3948         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)));
3949
3950         /*
3951          * The main goal is to OOM kill if every generation from all memcgs is
3952          * younger than min_ttl. However, another possibility is all memcgs are
3953          * either too small or below min.
3954          */
3955         if (mutex_trylock(&oom_lock)) {
3956                 struct oom_control oc = {
3957                         .gfp_mask = sc->gfp_mask,
3958                 };
3959
3960                 out_of_memory(&oc);
3961
3962                 mutex_unlock(&oom_lock);
3963         }
3964 }
3965
3966 /******************************************************************************
3967  *                          rmap/PT walk feedback
3968  ******************************************************************************/
3969
3970 /*
3971  * This function exploits spatial locality when shrink_folio_list() walks the
3972  * rmap. It scans the adjacent PTEs of a young PTE and promotes hot pages. If
3973  * the scan was done cacheline efficiently, it adds the PMD entry pointing to
3974  * the PTE table to the Bloom filter. This forms a feedback loop between the
3975  * eviction and the aging.
3976  */
3977 void lru_gen_look_around(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
3978 {
3979         int i;
3980         unsigned long start;
3981         unsigned long end;
3982         struct lru_gen_mm_walk *walk;
3983         int young = 0;
3984         pte_t *pte = pvmw->pte;
3985         unsigned long addr = pvmw->address;
3986         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
3987         struct folio *folio = pfn_folio(pvmw->pfn);
3988         bool can_swap = !folio_is_file_lru(folio);
3989         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3990         struct pglist_data *pgdat = folio_pgdat(folio);
3991         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
3992         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
3993         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
3994         int old_gen, new_gen = lru_gen_from_seq(max_seq);
3995
3996         lockdep_assert_held(pvmw->ptl);
3997         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
3998
3999         if (spin_is_contended(pvmw->ptl))
4000                 return;
4001
4002         /* exclude special VMAs containing anon pages from COW */
4003         if (vma->vm_flags & VM_SPECIAL)
4004                 return;
4005
4006         /* avoid taking the LRU lock under the PTL when possible */
4007         walk = current->reclaim_state ? current->reclaim_state->mm_walk : NULL;
4008
4009         start = max(addr & PMD_MASK, vma->vm_start);
4010         end = min(addr | ~PMD_MASK, vma->vm_end - 1) + 1;
4011
4012         if (end - start > MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE) {
4013                 if (addr - start < MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE / 2)
4014                         end = start + MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE;
4015                 else if (end - addr < MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE / 2)
4016                         start = end - MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE;
4017                 else {
4018                         start = addr - MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE / 2;
4019                         end = addr + MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE / 2;
4020                 }
4021         }
4022
4023         /* folio_update_gen() requires stable folio_memcg() */
4024         if (!mem_cgroup_trylock_pages(memcg))
4025                 return;
4026
4027         arch_enter_lazy_mmu_mode();
4028
4029         pte -= (addr - start) / PAGE_SIZE;
4030
4031         for (i = 0, addr = start; addr != end; i++, addr += PAGE_SIZE) {
4032                 unsigned long pfn;
4033                 pte_t ptent = ptep_get(pte + i);
4034
4035                 pfn = get_pte_pfn(ptent, vma, addr);
4036                 if (pfn == -1)
4037                         continue;
4038
4039                 if (!pte_young(ptent))
4040                         continue;
4041
4042                 folio = get_pfn_folio(pfn, memcg, pgdat, can_swap);
4043                 if (!folio)
4044                         continue;
4045
4046                 if (!ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte + i))
4047                         VM_WARN_ON_ONCE(true);
4048
4049                 young++;
4050
4051                 if (pte_dirty(ptent) && !folio_test_dirty(folio) &&
4052                     !(folio_test_anon(folio) && folio_test_swapbacked(folio) &&
4053                       !folio_test_swapcache(folio)))
4054                         folio_mark_dirty(folio);
4055
4056                 if (walk) {
4057                         old_gen = folio_update_gen(folio, new_gen);
4058                         if (old_gen >= 0 && old_gen != new_gen)
4059                                 update_batch_size(walk, folio, old_gen, new_gen);
4060
4061                         continue;
4062                 }
4063
4064                 old_gen = folio_lru_gen(folio);
4065                 if (old_gen < 0)
4066                         folio_set_referenced(folio);
4067                 else if (old_gen != new_gen)
4068                         folio_activate(folio);
4069         }
4070
4071         arch_leave_lazy_mmu_mode();
4072         mem_cgroup_unlock_pages();
4073
4074         /* feedback from rmap walkers to page table walkers */
4075         if (mm_state && suitable_to_scan(i, young))
4076                 update_bloom_filter(mm_state, max_seq, pvmw->pmd);
4077 }
4078
4079 /******************************************************************************
4080  *                          memcg LRU
4081  ******************************************************************************/
4082
4083 /* see the comment on MEMCG_NR_GENS */
4084 enum {
4085         MEMCG_LRU_NOP,
4086         MEMCG_LRU_HEAD,
4087         MEMCG_LRU_TAIL,
4088         MEMCG_LRU_OLD,
4089         MEMCG_LRU_YOUNG,
4090 };
4091
4092 static void lru_gen_rotate_memcg(struct lruvec *lruvec, int op)
4093 {
4094         int seg;
4095         int old, new;
4096         unsigned long flags;
4097         int bin = get_random_u32_below(MEMCG_NR_BINS);
4098         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
4099
4100         spin_lock_irqsave(&pgdat->memcg_lru.lock, flags);
4101
4102         VM_WARN_ON_ONCE(hlist_nulls_unhashed(&lruvec->lrugen.list));
4103
4104         seg = 0;
4105         new = old = lruvec->lrugen.gen;
4106
4107         /* see the comment on MEMCG_NR_GENS */
4108         if (op == MEMCG_LRU_HEAD)
4109                 seg = MEMCG_LRU_HEAD;
4110         else if (op == MEMCG_LRU_TAIL)
4111                 seg = MEMCG_LRU_TAIL;
4112         else if (op == MEMCG_LRU_OLD)
4113                 new = get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq);
4114         else if (op == MEMCG_LRU_YOUNG)
4115                 new = get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq + 1);
4116         else
4117                 VM_WARN_ON_ONCE(true);
4118
4119         WRITE_ONCE(lruvec->lrugen.seg, seg);
4120         WRITE_ONCE(lruvec->lrugen.gen, new);
4121
4122         hlist_nulls_del_rcu(&lruvec->lrugen.list);
4123
4124         if (op == MEMCG_LRU_HEAD || op == MEMCG_LRU_OLD)
4125                 hlist_nulls_add_head_rcu(&lruvec->lrugen.list, &pgdat->memcg_lru.fifo[new][bin]);
4126         else
4127                 hlist_nulls_add_tail_rcu(&lruvec->lrugen.list, &pgdat->memcg_lru.fifo[new][bin]);
4128
4129         pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[old]--;
4130         pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[new]++;
4131
4132         if (!pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[old] && old == get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq))
4133                 WRITE_ONCE(pgdat->memcg_lru.seq, pgdat->memcg_lru.seq + 1);
4134
4135         spin_unlock_irqrestore(&pgdat->memcg_lru.lock, flags);
4136 }
4137
4138 #ifdef CONFIG_MEMCG
4139
4140 void lru_gen_online_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
4141 {
4142         int gen;
4143         int nid;
4144         int bin = get_random_u32_below(MEMCG_NR_BINS);
4145
4146         for_each_node(nid) {
4147                 struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
4148                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
4149
4150                 spin_lock_irq(&pgdat->memcg_lru.lock);
4151
4152                 VM_WARN_ON_ONCE(!hlist_nulls_unhashed(&lruvec->lrugen.list));
4153
4154                 gen = get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq);
4155
4156                 lruvec->lrugen.gen = gen;
4157
4158                 hlist_nulls_add_tail_rcu(&lruvec->lrugen.list, &pgdat->memcg_lru.fifo[gen][bin]);
4159                 pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[gen]++;
4160
4161                 spin_unlock_irq(&pgdat->memcg_lru.lock);
4162         }
4163 }
4164
4165 void lru_gen_offline_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
4166 {
4167         int nid;
4168
4169         for_each_node(nid) {
4170                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
4171
4172                 lru_gen_rotate_memcg(lruvec, MEMCG_LRU_OLD);
4173         }
4174 }
4175
4176 void lru_gen_release_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
4177 {
4178         int gen;
4179         int nid;
4180
4181         for_each_node(nid) {
4182                 struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
4183                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
4184
4185                 spin_lock_irq(&pgdat->memcg_lru.lock);
4186
4187                 if (hlist_nulls_unhashed(&lruvec->lrugen.list))
4188                         goto unlock;
4189
4190                 gen = lruvec->lrugen.gen;
4191
4192                 hlist_nulls_del_init_rcu(&lruvec->lrugen.list);
4193                 pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[gen]--;
4194
4195                 if (!pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[gen] && gen == get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq))
4196                         WRITE_ONCE(pgdat->memcg_lru.seq, pgdat->memcg_lru.seq + 1);
4197 unlock:
4198                 spin_unlock_irq(&pgdat->memcg_lru.lock);
4199         }
4200 }
4201
4202 void lru_gen_soft_reclaim(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
4203 {
4204         struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
4205
4206         /* see the comment on MEMCG_NR_GENS */
4207         if (READ_ONCE(lruvec->lrugen.seg) != MEMCG_LRU_HEAD)
4208                 lru_gen_rotate_memcg(lruvec, MEMCG_LRU_HEAD);
4209 }
4210
4211 #endif /* CONFIG_MEMCG */
4212
4213 /******************************************************************************
4214  *                          the eviction
4215  ******************************************************************************/
4216
4217 static bool sort_folio(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio, struct scan_control *sc,
4218                        int tier_idx)
4219 {
4220         bool success;
4221         int gen = folio_lru_gen(folio);
4222         int type = folio_is_file_lru(folio);
4223         int zone = folio_zonenum(folio);
4224         int delta = folio_nr_pages(folio);
4225         int refs = folio_lru_refs(folio);
4226         int tier = lru_tier_from_refs(refs);
4227         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4228
4229         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(gen >= MAX_NR_GENS, folio);
4230
4231         /* unevictable */
4232         if (!folio_evictable(folio)) {
4233                 success = lru_gen_del_folio(lruvec, folio, true);
4234                 VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!success, folio);
4235                 folio_set_unevictable(folio);
4236                 lruvec_add_folio(lruvec, folio);
4237                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGCULLED, delta);
4238                 return true;
4239         }
4240
4241         /* dirty lazyfree */
4242         if (type == LRU_GEN_FILE && folio_test_anon(folio) && folio_test_dirty(folio)) {
4243                 success = lru_gen_del_folio(lruvec, folio, true);
4244                 VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!success, folio);
4245                 folio_set_swapbacked(folio);
4246                 lruvec_add_folio_tail(lruvec, folio);
4247                 return true;
4248         }
4249
4250         /* promoted */
4251         if (gen != lru_gen_from_seq(lrugen->min_seq[type])) {
4252                 list_move(&folio->lru, &lrugen->folios[gen][type][zone]);
4253                 return true;
4254         }
4255
4256         /* protected */
4257         if (tier > tier_idx || refs == BIT(LRU_REFS_WIDTH)) {
4258                 int hist = lru_hist_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
4259
4260                 gen = folio_inc_gen(lruvec, folio, false);
4261                 list_move_tail(&folio->lru, &lrugen->folios[gen][type][zone]);
4262
4263                 WRITE_ONCE(lrugen->protected[hist][type][tier - 1],
4264                            lrugen->protected[hist][type][tier - 1] + delta);
4265                 return true;
4266         }
4267
4268         /* ineligible */
4269         if (zone > sc->reclaim_idx || skip_cma(folio, sc)) {
4270                 gen = folio_inc_gen(lruvec, folio, false);
4271                 list_move_tail(&folio->lru, &lrugen->folios[gen][type][zone]);
4272                 return true;
4273         }
4274
4275         /* waiting for writeback */
4276         if (folio_test_locked(folio) || folio_test_writeback(folio) ||
4277             (type == LRU_GEN_FILE && folio_test_dirty(folio))) {
4278                 gen = folio_inc_gen(lruvec, folio, true);
4279                 list_move(&folio->lru, &lrugen->folios[gen][type][zone]);
4280                 return true;
4281         }
4282
4283         return false;
4284 }
4285
4286 static bool isolate_folio(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio, struct scan_control *sc)
4287 {
4288         bool success;
4289
4290         /* swapping inhibited */
4291         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO) &&
4292             (folio_test_dirty(folio) ||
4293              (folio_test_anon(folio) && !folio_test_swapcache(folio))))
4294                 return false;
4295
4296         /* raced with release_pages() */
4297         if (!folio_try_get(folio))
4298                 return false;
4299
4300         /* raced with another isolation */
4301         if (!folio_test_clear_lru(folio)) {
4302                 folio_put(folio);
4303                 return false;
4304         }
4305
4306         /* see the comment on MAX_NR_TIERS */
4307         if (!folio_test_referenced(folio))
4308                 set_mask_bits(&folio->flags, LRU_REFS_MASK | LRU_REFS_FLAGS, 0);
4309
4310         /* for shrink_folio_list() */
4311         folio_clear_reclaim(folio);
4312         folio_clear_referenced(folio);
4313
4314         success = lru_gen_del_folio(lruvec, folio, true);
4315         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!success, folio);
4316
4317         return true;
4318 }
4319
4320 static int scan_folios(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
4321                        int type, int tier, struct list_head *list)
4322 {
4323         int i;
4324         int gen;
4325         enum vm_event_item item;
4326         int sorted = 0;
4327         int scanned = 0;
4328         int isolated = 0;
4329         int skipped = 0;
4330         int remaining = MAX_LRU_BATCH;
4331         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4332         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4333
4334         VM_WARN_ON_ONCE(!list_empty(list));
4335
4336         if (get_nr_gens(lruvec, type) == MIN_NR_GENS)
4337                 return 0;
4338
4339         gen = lru_gen_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
4340
4341         for (i = MAX_NR_ZONES; i > 0; i--) {
4342                 LIST_HEAD(moved);
4343                 int skipped_zone = 0;
4344                 int zone = (sc->reclaim_idx + i) % MAX_NR_ZONES;
4345                 struct list_head *head = &lrugen->folios[gen][type][zone];
4346
4347                 while (!list_empty(head)) {
4348                         struct folio *folio = lru_to_folio(head);
4349                         int delta = folio_nr_pages(folio);
4350
4351                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
4352                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
4353                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_is_file_lru(folio) != type, folio);
4354                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_zonenum(folio) != zone, folio);
4355
4356                         scanned += delta;
4357
4358                         if (sort_folio(lruvec, folio, sc, tier))
4359                                 sorted += delta;
4360                         else if (isolate_folio(lruvec, folio, sc)) {
4361                                 list_add(&folio->lru, list);
4362                                 isolated += delta;
4363                         } else {
4364                                 list_move(&folio->lru, &moved);
4365                                 skipped_zone += delta;
4366                         }
4367
4368                         if (!--remaining || max(isolated, skipped_zone) >= MIN_LRU_BATCH)
4369                                 break;
4370                 }
4371
4372                 if (skipped_zone) {
4373                         list_splice(&moved, head);
4374                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zone, skipped_zone);
4375                         skipped += skipped_zone;
4376                 }
4377
4378                 if (!remaining || isolated >= MIN_LRU_BATCH)
4379                         break;
4380         }
4381
4382         item = PGSCAN_KSWAPD + reclaimer_offset();
4383         if (!cgroup_reclaim(sc)) {
4384                 __count_vm_events(item, isolated);
4385                 __count_vm_events(PGREFILL, sorted);
4386         }
4387         __count_memcg_events(memcg, item, isolated);
4388         __count_memcg_events(memcg, PGREFILL, sorted);
4389         __count_vm_events(PGSCAN_ANON + type, isolated);
4390         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, MAX_LRU_BATCH,
4391                                 scanned, skipped, isolated,
4392                                 type ? LRU_INACTIVE_FILE : LRU_INACTIVE_ANON);
4393
4394         /*
4395          * There might not be eligible folios due to reclaim_idx. Check the
4396          * remaining to prevent livelock if it's not making progress.
4397          */
4398         return isolated || !remaining ? scanned : 0;
4399 }
4400
4401 static int get_tier_idx(struct lruvec *lruvec, int type)
4402 {
4403         int tier;
4404         struct ctrl_pos sp, pv;
4405
4406         /*
4407          * To leave a margin for fluctuations, use a larger gain factor (1:2).
4408          * This value is chosen because any other tier would have at least twice
4409          * as many refaults as the first tier.
4410          */
4411         read_ctrl_pos(lruvec, type, 0, 1, &sp);
4412         for (tier = 1; tier < MAX_NR_TIERS; tier++) {
4413                 read_ctrl_pos(lruvec, type, tier, 2, &pv);
4414                 if (!positive_ctrl_err(&sp, &pv))
4415                         break;
4416         }
4417
4418         return tier - 1;
4419 }
4420
4421 static int get_type_to_scan(struct lruvec *lruvec, int swappiness, int *tier_idx)
4422 {
4423         int type, tier;
4424         struct ctrl_pos sp, pv;
4425         int gain[ANON_AND_FILE] = { swappiness, 200 - swappiness };
4426
4427         /*
4428          * Compare the first tier of anon with that of file to determine which
4429          * type to scan. Also need to compare other tiers of the selected type
4430          * with the first tier of the other type to determine the last tier (of
4431          * the selected type) to evict.
4432          */
4433         read_ctrl_pos(lruvec, LRU_GEN_ANON, 0, gain[LRU_GEN_ANON], &sp);
4434         read_ctrl_pos(lruvec, LRU_GEN_FILE, 0, gain[LRU_GEN_FILE], &pv);
4435         type = positive_ctrl_err(&sp, &pv);
4436
4437         read_ctrl_pos(lruvec, !type, 0, gain[!type], &sp);
4438         for (tier = 1; tier < MAX_NR_TIERS; tier++) {
4439                 read_ctrl_pos(lruvec, type, tier, gain[type], &pv);
4440                 if (!positive_ctrl_err(&sp, &pv))
4441                         break;
4442         }
4443
4444         *tier_idx = tier - 1;
4445
4446         return type;
4447 }
4448
4449 static int isolate_folios(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc, int swappiness,
4450                           int *type_scanned, struct list_head *list)
4451 {
4452         int i;
4453         int type;
4454         int scanned;
4455         int tier = -1;
4456         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
4457
4458         /*
4459          * Try to make the obvious choice first. When anon and file are both
4460          * available from the same generation, interpret swappiness 1 as file
4461          * first and 200 as anon first.
4462          */
4463         if (!swappiness)
4464                 type = LRU_GEN_FILE;
4465         else if (min_seq[LRU_GEN_ANON] < min_seq[LRU_GEN_FILE])
4466                 type = LRU_GEN_ANON;
4467         else if (swappiness == 1)
4468                 type = LRU_GEN_FILE;
4469         else if (swappiness == 200)
4470                 type = LRU_GEN_ANON;
4471         else
4472                 type = get_type_to_scan(lruvec, swappiness, &tier);
4473
4474         for (i = !swappiness; i < ANON_AND_FILE; i++) {
4475                 if (tier < 0)
4476                         tier = get_tier_idx(lruvec, type);
4477
4478                 scanned = scan_folios(lruvec, sc, type, tier, list);
4479                 if (scanned)
4480                         break;
4481
4482                 type = !type;
4483                 tier = -1;
4484         }
4485
4486         *type_scanned = type;
4487
4488         return scanned;
4489 }
4490
4491 static int evict_folios(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc, int swappiness)
4492 {
4493         int type;
4494         int scanned;
4495         int reclaimed;
4496         LIST_HEAD(list);
4497         LIST_HEAD(clean);
4498         struct folio *folio;
4499         struct folio *next;
4500         enum vm_event_item item;
4501         struct reclaim_stat stat;
4502         struct lru_gen_mm_walk *walk;
4503         bool skip_retry = false;
4504         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4505         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
4506
4507         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
4508
4509         scanned = isolate_folios(lruvec, sc, swappiness, &type, &list);
4510
4511         scanned += try_to_inc_min_seq(lruvec, swappiness);
4512
4513         if (get_nr_gens(lruvec, !swappiness) == MIN_NR_GENS)
4514                 scanned = 0;
4515
4516         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
4517
4518         if (list_empty(&list))
4519                 return scanned;
4520 retry:
4521         reclaimed = shrink_folio_list(&list, pgdat, sc, &stat, false);
4522         sc->nr_reclaimed += reclaimed;
4523         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
4524                         scanned, reclaimed, &stat, sc->priority,
4525                         type ? LRU_INACTIVE_FILE : LRU_INACTIVE_ANON);
4526
4527         list_for_each_entry_safe_reverse(folio, next, &list, lru) {
4528                 if (!folio_evictable(folio)) {
4529                         list_del(&folio->lru);
4530                         folio_putback_lru(folio);
4531                         continue;
4532                 }
4533
4534                 if (folio_test_reclaim(folio) &&
4535                     (folio_test_dirty(folio) || folio_test_writeback(folio))) {
4536                         /* restore LRU_REFS_FLAGS cleared by isolate_folio() */
4537                         if (folio_test_workingset(folio))
4538                                 folio_set_referenced(folio);
4539                         continue;
4540                 }
4541
4542                 if (skip_retry || folio_test_active(folio) || folio_test_referenced(folio) ||
4543                     folio_mapped(folio) || folio_test_locked(folio) ||
4544                     folio_test_dirty(folio) || folio_test_writeback(folio)) {
4545                         /* don't add rejected folios to the oldest generation */
4546                         set_mask_bits(&folio->flags, LRU_REFS_MASK | LRU_REFS_FLAGS,
4547                                       BIT(PG_active));
4548                         continue;
4549                 }
4550
4551                 /* retry folios that may have missed folio_rotate_reclaimable() */
4552                 list_move(&folio->lru, &clean);
4553                 sc->nr_scanned -= folio_nr_pages(folio);
4554         }
4555
4556         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
4557
4558         move_folios_to_lru(lruvec, &list);
4559
4560         walk = current->reclaim_state->mm_walk;
4561         if (walk && walk->batched)
4562                 reset_batch_size(lruvec, walk);
4563
4564         item = PGSTEAL_KSWAPD + reclaimer_offset();
4565         if (!cgroup_reclaim(sc))
4566                 __count_vm_events(item, reclaimed);
4567         __count_memcg_events(memcg, item, reclaimed);
4568         __count_vm_events(PGSTEAL_ANON + type, reclaimed);
4569
4570         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
4571
4572         mem_cgroup_uncharge_list(&list);
4573         free_unref_page_list(&list);
4574
4575         INIT_LIST_HEAD(&list);
4576         list_splice_init(&clean, &list);
4577
4578         if (!list_empty(&list)) {
4579                 skip_retry = true;
4580                 goto retry;
4581         }
4582
4583         return scanned;
4584 }
4585
4586 static bool should_run_aging(struct lruvec *lruvec, unsigned long max_seq,
4587                              struct scan_control *sc, bool can_swap, unsigned long *nr_to_scan)
4588 {
4589         int gen, type, zone;
4590         unsigned long old = 0;
4591         unsigned long young = 0;
4592         unsigned long total = 0;
4593         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4594         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4595         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
4596
4597         /* whether this lruvec is completely out of cold folios */
4598         if (min_seq[!can_swap] + MIN_NR_GENS > max_seq) {
4599                 *nr_to_scan = 0;
4600                 return true;
4601         }
4602
4603         for (type = !can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
4604                 unsigned long seq;
4605
4606                 for (seq = min_seq[type]; seq <= max_seq; seq++) {
4607                         unsigned long size = 0;
4608
4609                         gen = lru_gen_from_seq(seq);
4610
4611                         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++)
4612                                 size += max(READ_ONCE(lrugen->nr_pages[gen][type][zone]), 0L);
4613
4614                         total += size;
4615                         if (seq == max_seq)
4616                                 young += size;
4617                         else if (seq + MIN_NR_GENS == max_seq)
4618                                 old += size;
4619                 }
4620         }
4621
4622         /* try to scrape all its memory if this memcg was deleted */
4623         if (!mem_cgroup_online(memcg)) {
4624                 *nr_to_scan = total;
4625                 return false;
4626         }
4627
4628         *nr_to_scan = total >> sc->priority;
4629
4630         /*
4631          * The aging tries to be lazy to reduce the overhead, while the eviction
4632          * stalls when the number of generations reaches MIN_NR_GENS. Hence, the
4633          * ideal number of generations is MIN_NR_GENS+1.
4634          */
4635         if (min_seq[!can_swap] + MIN_NR_GENS < max_seq)
4636                 return false;
4637
4638         /*
4639          * It's also ideal to spread pages out evenly, i.e., 1/(MIN_NR_GENS+1)
4640          * of the total number of pages for each generation. A reasonable range
4641          * for this average portion is [1/MIN_NR_GENS, 1/(MIN_NR_GENS+2)]. The
4642          * aging cares about the upper bound of hot pages, while the eviction
4643          * cares about the lower bound of cold pages.
4644          */
4645         if (young * MIN_NR_GENS > total)
4646                 return true;
4647         if (old * (MIN_NR_GENS + 2) < total)
4648                 return true;
4649
4650         return false;
4651 }
4652
4653 /*
4654  * For future optimizations:
4655  * 1. Defer try_to_inc_max_seq() to workqueues to reduce latency for memcg
4656  *    reclaim.
4657  */
4658 static long get_nr_to_scan(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc, bool can_swap)
4659 {
4660         unsigned long nr_to_scan;
4661         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4662         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
4663
4664         if (mem_cgroup_below_min(sc->target_mem_cgroup, memcg))
4665                 return -1;
4666
4667         if (!should_run_aging(lruvec, max_seq, sc, can_swap, &nr_to_scan))
4668                 return nr_to_scan;
4669
4670         /* skip the aging path at the default priority */
4671         if (sc->priority == DEF_PRIORITY)
4672                 return nr_to_scan;
4673
4674         /* skip this lruvec as it's low on cold folios */
4675         return try_to_inc_max_seq(lruvec, max_seq, sc, can_swap, false) ? -1 : 0;
4676 }
4677
4678 static bool should_abort_scan(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
4679 {
4680         int i;
4681         enum zone_watermarks mark;
4682
4683         /* don't abort memcg reclaim to ensure fairness */
4684         if (!root_reclaim(sc))
4685                 return false;
4686
4687         if (sc->nr_reclaimed >= max(sc->nr_to_reclaim, compact_gap(sc->order)))
4688                 return true;
4689
4690         /* check the order to exclude compaction-induced reclaim */
4691         if (!current_is_kswapd() || sc->order)
4692                 return false;
4693
4694         mark = sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING ?
4695                WMARK_PROMO : WMARK_HIGH;
4696
4697         for (i = 0; i <= sc->reclaim_idx; i++) {
4698                 struct zone *zone = lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones + i;
4699                 unsigned long size = wmark_pages(zone, mark) + MIN_LRU_BATCH;
4700
4701                 if (managed_zone(zone) && !zone_watermark_ok(zone, 0, size, sc->reclaim_idx, 0))
4702                         return false;
4703         }
4704
4705         /* kswapd should abort if all eligible zones are safe */
4706         return true;
4707 }
4708
4709 static bool try_to_shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
4710 {
4711         long nr_to_scan;
4712         unsigned long scanned = 0;
4713         int swappiness = get_swappiness(lruvec, sc);
4714
4715         /* clean file folios are more likely to exist */
4716         if (swappiness && !(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
4717                 swappiness = 1;
4718
4719         while (true) {
4720                 int delta;
4721
4722                 nr_to_scan = get_nr_to_scan(lruvec, sc, swappiness);
4723                 if (nr_to_scan <= 0)
4724                         break;
4725
4726                 delta = evict_folios(lruvec, sc, swappiness);
4727                 if (!delta)
4728                         break;
4729
4730                 scanned += delta;
4731                 if (scanned >= nr_to_scan)
4732                         break;
4733
4734                 if (should_abort_scan(lruvec, sc))
4735                         break;
4736
4737                 cond_resched();
4738         }
4739
4740         /* whether this lruvec should be rotated */
4741         return nr_to_scan < 0;
4742 }
4743
4744 static int shrink_one(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
4745 {
4746         bool success;
4747         unsigned long scanned = sc->nr_scanned;
4748         unsigned long reclaimed = sc->nr_reclaimed;
4749         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4750         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
4751
4752         mem_cgroup_calculate_protection(NULL, memcg);
4753
4754         if (mem_cgroup_below_min(NULL, memcg))
4755                 return MEMCG_LRU_YOUNG;
4756
4757         if (mem_cgroup_below_low(NULL, memcg)) {
4758                 /* see the comment on MEMCG_NR_GENS */
4759                 if (READ_ONCE(lruvec->lrugen.seg) != MEMCG_LRU_TAIL)
4760                         return MEMCG_LRU_TAIL;
4761
4762                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_LOW);
4763         }
4764
4765         success = try_to_shrink_lruvec(lruvec, sc);
4766
4767         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, memcg, sc->priority);
4768
4769         if (!sc->proactive)
4770                 vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false, sc->nr_scanned - scanned,
4771                            sc->nr_reclaimed - reclaimed);
4772
4773         flush_reclaim_state(sc);
4774
4775         if (success && mem_cgroup_online(memcg))
4776                 return MEMCG_LRU_YOUNG;
4777
4778         if (!success && lruvec_is_sizable(lruvec, sc))
4779                 return 0;
4780
4781         /* one retry if offlined or too small */
4782         return READ_ONCE(lruvec->lrugen.seg) != MEMCG_LRU_TAIL ?
4783                MEMCG_LRU_TAIL : MEMCG_LRU_YOUNG;
4784 }
4785
4786 static void shrink_many(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
4787 {
4788         int op;
4789         int gen;
4790         int bin;
4791         int first_bin;
4792         struct lruvec *lruvec;
4793         struct lru_gen_folio *lrugen;
4794         struct mem_cgroup *memcg;
4795         struct hlist_nulls_node *pos;
4796
4797         gen = get_memcg_gen(READ_ONCE(pgdat->memcg_lru.seq));
4798         bin = first_bin = get_random_u32_below(MEMCG_NR_BINS);
4799 restart:
4800         op = 0;
4801         memcg = NULL;
4802
4803         rcu_read_lock();
4804
4805         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(lrugen, pos, &pgdat->memcg_lru.fifo[gen][bin], list) {
4806                 if (op) {
4807                         lru_gen_rotate_memcg(lruvec, op);
4808                         op = 0;
4809                 }
4810
4811                 mem_cgroup_put(memcg);
4812                 memcg = NULL;
4813
4814                 if (gen != READ_ONCE(lrugen->gen))
4815                         continue;
4816
4817                 lruvec = container_of(lrugen, struct lruvec, lrugen);
4818                 memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4819
4820                 if (!mem_cgroup_tryget(memcg)) {
4821                         lru_gen_release_memcg(memcg);
4822                         memcg = NULL;
4823                         continue;
4824                 }
4825
4826                 rcu_read_unlock();
4827
4828                 op = shrink_one(lruvec, sc);
4829
4830                 rcu_read_lock();
4831
4832                 if (should_abort_scan(lruvec, sc))
4833                         break;
4834         }
4835
4836         rcu_read_unlock();
4837
4838         if (op)
4839                 lru_gen_rotate_memcg(lruvec, op);
4840
4841         mem_cgroup_put(memcg);
4842
4843         if (!is_a_nulls(pos))
4844                 return;
4845
4846         /* restart if raced with lru_gen_rotate_memcg() */
4847         if (gen != get_nulls_value(pos))
4848                 goto restart;
4849
4850         /* try the rest of the bins of the current generation */
4851         bin = get_memcg_bin(bin + 1);
4852         if (bin != first_bin)
4853                 goto restart;
4854 }
4855
4856 static void lru_gen_shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
4857 {
4858         struct blk_plug plug;
4859
4860         VM_WARN_ON_ONCE(root_reclaim(sc));
4861         VM_WARN_ON_ONCE(!sc->may_writepage || !sc->may_unmap);
4862
4863         lru_add_drain();
4864
4865         blk_start_plug(&plug);
4866
4867         set_mm_walk(NULL, sc->proactive);
4868
4869         if (try_to_shrink_lruvec(lruvec, sc))
4870                 lru_gen_rotate_memcg(lruvec, MEMCG_LRU_YOUNG);
4871
4872         clear_mm_walk();
4873
4874         blk_finish_plug(&plug);
4875 }
4876
4877 static void set_initial_priority(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
4878 {
4879         int priority;
4880         unsigned long reclaimable;
4881         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NULL, pgdat);
4882
4883         if (sc->priority != DEF_PRIORITY || sc->nr_to_reclaim < MIN_LRU_BATCH)
4884                 return;
4885         /*
4886          * Determine the initial priority based on
4887          * (total >> priority) * reclaimed_to_scanned_ratio = nr_to_reclaim,
4888          * where reclaimed_to_scanned_ratio = inactive / total.
4889          */
4890         reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
4891         if (get_swappiness(lruvec, sc))
4892                 reclaimable += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
4893
4894         /* round down reclaimable and round up sc->nr_to_reclaim */
4895         priority = fls_long(reclaimable) - 1 - fls_long(sc->nr_to_reclaim - 1);
4896
4897         sc->priority = clamp(priority, 0, DEF_PRIORITY);
4898 }
4899
4900 static void lru_gen_shrink_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
4901 {
4902         struct blk_plug plug;
4903         unsigned long reclaimed = sc->nr_reclaimed;
4904
4905         VM_WARN_ON_ONCE(!root_reclaim(sc));
4906
4907         /*
4908          * Unmapped clean folios are already prioritized. Scanning for more of
4909          * them is likely futile and can cause high reclaim latency when there
4910          * is a large number of memcgs.
4911          */
4912         if (!sc->may_writepage || !sc->may_unmap)
4913                 goto done;
4914
4915         lru_add_drain();
4916
4917         blk_start_plug(&plug);
4918
4919         set_mm_walk(pgdat, sc->proactive);
4920
4921         set_initial_priority(pgdat, sc);
4922
4923         if (current_is_kswapd())
4924                 sc->nr_reclaimed = 0;
4925
4926         if (mem_cgroup_disabled())
4927                 shrink_one(&pgdat->__lruvec, sc);
4928         else
4929                 shrink_many(pgdat, sc);
4930
4931         if (current_is_kswapd())
4932                 sc->nr_reclaimed += reclaimed;
4933
4934         clear_mm_walk();
4935
4936         blk_finish_plug(&plug);
4937 done:
4938         /* kswapd should never fail */
4939         pgdat->kswapd_failures = 0;
4940 }
4941
4942 /******************************************************************************
4943  *                          state change
4944  ******************************************************************************/
4945
4946 static bool __maybe_unused state_is_valid(struct lruvec *lruvec)
4947 {
4948         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4949
4950         if (lrugen->enabled) {
4951                 enum lru_list lru;
4952
4953                 for_each_evictable_lru(lru) {
4954                         if (!list_empty(&lruvec->lists[lru]))
4955                                 return false;
4956                 }
4957         } else {
4958                 int gen, type, zone;
4959
4960                 for_each_gen_type_zone(gen, type, zone) {
4961                         if (!list_empty(&lrugen->folios[gen][type][zone]))
4962                                 return false;
4963                 }
4964         }
4965
4966         return true;
4967 }
4968
4969 static bool fill_evictable(struct lruvec *lruvec)
4970 {
4971         enum lru_list lru;
4972         int remaining = MAX_LRU_BATCH;
4973
4974         for_each_evictable_lru(lru) {
4975                 int type = is_file_lru(lru);
4976                 bool active = is_active_lru(lru);
4977                 struct list_head *head = &lruvec->lists[lru];
4978
4979                 while (!list_empty(head)) {
4980                         bool success;
4981                         struct folio *folio = lru_to_folio(head);
4982
4983                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
4984                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_active(folio) != active, folio);
4985                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_is_file_lru(folio) != type, folio);
4986                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_lru_gen(folio) != -1, folio);
4987
4988                         lruvec_del_folio(lruvec, folio);
4989                         success = lru_gen_add_folio(lruvec, folio, false);
4990                         VM_WARN_ON_ONCE(!success);
4991
4992                         if (!--remaining)
4993                                 return false;
4994                 }
4995         }
4996
4997         return true;
4998 }
4999
5000 static bool drain_evictable(struct lruvec *lruvec)
5001 {
5002         int gen, type, zone;
5003         int remaining = MAX_LRU_BATCH;
5004
5005         for_each_gen_type_zone(gen, type, zone) {
5006                 struct list_head *head = &lruvec->lrugen.folios[gen][type][zone];
5007
5008                 while (!list_empty(head)) {
5009                         bool success;
5010                         struct folio *folio = lru_to_folio(head);
5011
5012                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
5013                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
5014                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_is_file_lru(folio) != type, folio);
5015                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_zonenum(folio) != zone, folio);
5016
5017                         success = lru_gen_del_folio(lruvec, folio, false);
5018                         VM_WARN_ON_ONCE(!success);
5019                         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
5020
5021                         if (!--remaining)
5022                                 return false;
5023                 }
5024         }
5025
5026         return true;
5027 }
5028
5029 static void lru_gen_change_state(bool enabled)
5030 {
5031         static DEFINE_MUTEX(state_mutex);
5032
5033         struct mem_cgroup *memcg;
5034
5035         cgroup_lock();
5036         cpus_read_lock();
5037         get_online_mems();
5038         mutex_lock(&state_mutex);
5039
5040         if (enabled == lru_gen_enabled())
5041                 goto unlock;
5042
5043         if (enabled)
5044                 static_branch_enable_cpuslocked(&lru_gen_caps[LRU_GEN_CORE]);
5045         else
5046                 static_branch_disable_cpuslocked(&lru_gen_caps[LRU_GEN_CORE]);
5047
5048         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
5049         do {
5050                 int nid;
5051
5052                 for_each_node(nid) {
5053                         struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
5054
5055                         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
5056
5057                         VM_WARN_ON_ONCE(!seq_is_valid(lruvec));
5058                         VM_WARN_ON_ONCE(!state_is_valid(lruvec));
5059
5060                         lruvec->lrugen.enabled = enabled;
5061
5062                         while (!(enabled ? fill_evictable(lruvec) : drain_evictable(lruvec))) {
5063                                 spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
5064                                 cond_resched();
5065                                 spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
5066                         }
5067
5068                         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
5069                 }
5070
5071                 cond_resched();
5072         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)));
5073 unlock:
5074         mutex_unlock(&state_mutex);
5075         put_online_mems();
5076         cpus_read_unlock();
5077         cgroup_unlock();
5078 }
5079
5080 /******************************************************************************
5081  *                          sysfs interface
5082  ******************************************************************************/
5083
5084 static ssize_t min_ttl_ms_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)
5085 {
5086         return sysfs_emit(buf, "%u\n", jiffies_to_msecs(READ_ONCE(lru_gen_min_ttl)));
5087 }
5088
5089 /* see Documentation/admin-guide/mm/multigen_lru.rst for details */
5090 static ssize_t min_ttl_ms_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
5091                                 const char *buf, size_t len)
5092 {
5093         unsigned int msecs;
5094
5095         if (kstrtouint(buf, 0, &msecs))
5096                 return -EINVAL;
5097
5098         WRITE_ONCE(lru_gen_min_ttl, msecs_to_jiffies(msecs));
5099
5100         return len;
5101 }
5102
5103 static struct kobj_attribute lru_gen_min_ttl_attr = __ATTR_RW(min_ttl_ms);
5104
5105 static ssize_t enabled_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)
5106 {
5107         unsigned int caps = 0;
5108
5109         if (get_cap(LRU_GEN_CORE))
5110                 caps |= BIT(LRU_GEN_CORE);
5111
5112         if (should_walk_mmu())
5113                 caps |= BIT(LRU_GEN_MM_WALK);
5114
5115         if (should_clear_pmd_young())
5116                 caps |= BIT(LRU_GEN_NONLEAF_YOUNG);
5117
5118         return sysfs_emit(buf, "0x%04x\n", caps);
5119 }
5120
5121 /* see Documentation/admin-guide/mm/multigen_lru.rst for details */
5122 static ssize_t enabled_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
5123                              const char *buf, size_t len)
5124 {
5125         int i;
5126         unsigned int caps;
5127
5128         if (tolower(*buf) == 'n')
5129                 caps = 0;
5130         else if (tolower(*buf) == 'y')
5131                 caps = -1;
5132         else if (kstrtouint(buf, 0, &caps))
5133                 return -EINVAL;
5134
5135         for (i = 0; i < NR_LRU_GEN_CAPS; i++) {
5136                 bool enabled = caps & BIT(i);
5137
5138                 if (i == LRU_GEN_CORE)
5139                         lru_gen_change_state(enabled);
5140                 else if (enabled)
5141                         static_branch_enable(&lru_gen_caps[i]);
5142                 else
5143                         static_branch_disable(&lru_gen_caps[i]);
5144         }
5145
5146         return len;
5147 }
5148
5149 static struct kobj_attribute lru_gen_enabled_attr = __ATTR_RW(enabled);
5150
5151 static struct attribute *lru_gen_attrs[] = {
5152         &lru_gen_min_ttl_attr.attr,
5153         &lru_gen_enabled_attr.attr,
5154         NULL
5155 };
5156
5157 static const struct attribute_group lru_gen_attr_group = {
5158         .name = "lru_gen",
5159         .attrs = lru_gen_attrs,
5160 };
5161
5162 /******************************************************************************
5163  *                          debugfs interface
5164  ******************************************************************************/
5165
5166 static void *lru_gen_seq_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5167 {
5168         struct mem_cgroup *memcg;
5169         loff_t nr_to_skip = *pos;
5170
5171         m->private = kvmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
5172         if (!m->private)
5173                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5174
5175         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
5176         do {
5177                 int nid;
5178
5179                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5180                         if (!nr_to_skip--)
5181                                 return get_lruvec(memcg, nid);
5182                 }
5183         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)));
5184
5185         return NULL;
5186 }
5187
5188 static void lru_gen_seq_stop(struct seq_file *m, void *v)
5189 {
5190         if (!IS_ERR_OR_NULL(v))
5191                 mem_cgroup_iter_break(NULL, lruvec_memcg(v));
5192
5193         kvfree(m->private);
5194         m->private = NULL;
5195 }
5196
5197 static void *lru_gen_seq_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
5198 {
5199         int nid = lruvec_pgdat(v)->node_id;
5200         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(v);
5201
5202         ++*pos;
5203
5204         nid = next_memory_node(nid);
5205         if (nid == MAX_NUMNODES) {
5206                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
5207                 if (!memcg)
5208                         return NULL;
5209
5210                 nid = first_memory_node;
5211         }
5212
5213         return get_lruvec(memcg, nid);
5214 }
5215
5216 static void lru_gen_seq_show_full(struct seq_file *m, struct lruvec *lruvec,
5217                                   unsigned long max_seq, unsigned long *min_seq,
5218                                   unsigned long seq)
5219 {
5220         int i;
5221         int type, tier;
5222         int hist = lru_hist_from_seq(seq);
5223         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
5224         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
5225
5226         for (tier = 0; tier < MAX_NR_TIERS; tier++) {
5227                 seq_printf(m, "            %10d", tier);
5228                 for (type = 0; type < ANON_AND_FILE; type++) {
5229                         const char *s = "   ";
5230                         unsigned long n[3] = {};
5231
5232                         if (seq == max_seq) {
5233                                 s = "RT ";
5234                                 n[0] = READ_ONCE(lrugen->avg_refaulted[type][tier]);
5235                                 n[1] = READ_ONCE(lrugen->avg_total[type][tier]);
5236                         } else if (seq == min_seq[type] || NR_HIST_GENS > 1) {
5237                                 s = "rep";
5238                                 n[0] = atomic_long_read(&lrugen->refaulted[hist][type][tier]);
5239                                 n[1] = atomic_long_read(&lrugen->evicted[hist][type][tier]);
5240                                 if (tier)
5241                                         n[2] = READ_ONCE(lrugen->protected[hist][type][tier - 1]);
5242                         }
5243
5244                         for (i = 0; i < 3; i++)
5245                                 seq_printf(m, " %10lu%c", n[i], s[i]);
5246                 }
5247                 seq_putc(m, '\n');
5248         }
5249
5250         if (!mm_state)
5251                 return;
5252
5253         seq_puts(m, "                      ");
5254         for (i = 0; i < NR_MM_STATS; i++) {
5255                 const char *s = "      ";
5256                 unsigned long n = 0;
5257
5258                 if (seq == max_seq && NR_HIST_GENS == 1) {
5259                         s = "LOYNFA";
5260                         n = READ_ONCE(mm_state->stats[hist][i]);
5261                 } else if (seq != max_seq && NR_HIST_GENS > 1) {
5262                         s = "loynfa";
5263                         n = READ_ONCE(mm_state->stats[hist][i]);
5264                 }
5265
5266                 seq_printf(m, " %10lu%c", n, s[i]);
5267         }
5268         seq_putc(m, '\n');
5269 }
5270
5271 /* see Documentation/admin-guide/mm/multigen_lru.rst for details */
5272 static int lru_gen_seq_show(struct seq_file *m, void *v)
5273 {
5274         unsigned long seq;
5275         bool full = !debugfs_real_fops(m->file)->write;
5276         struct lruvec *lruvec = v;
5277         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
5278         int nid = lruvec_pgdat(lruvec)->node_id;
5279         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
5280         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
5281         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
5282
5283         if (nid == first_memory_node) {
5284                 const char *path = memcg ? m->private : "";
5285
5286 #ifdef CONFIG_MEMCG
5287                 if (memcg)
5288                         cgroup_path(memcg->css.cgroup, m->private, PATH_MAX);
5289 #endif
5290                 seq_printf(m, "memcg %5hu %s\n", mem_cgroup_id(memcg), path);
5291         }
5292
5293         seq_printf(m, " node %5d\n", nid);
5294
5295         if (!full)
5296                 seq = min_seq[LRU_GEN_ANON];
5297         else if (max_seq >= MAX_NR_GENS)
5298                 seq = max_seq - MAX_NR_GENS + 1;
5299         else
5300                 seq = 0;
5301
5302         for (; seq <= max_seq; seq++) {
5303                 int type, zone;
5304                 int gen = lru_gen_from_seq(seq);
5305                 unsigned long birth = READ_ONCE(lruvec->lrugen.timestamps[gen]);
5306
5307                 seq_printf(m, " %10lu %10u", seq, jiffies_to_msecs(jiffies - birth));
5308
5309                 for (type = 0; type < ANON_AND_FILE; type++) {
5310                         unsigned long size = 0;
5311                         char mark = full && seq < min_seq[type] ? 'x' : ' ';
5312
5313                         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++)
5314                                 size += max(READ_ONCE(lrugen->nr_pages[gen][type][zone]), 0L);
5315
5316                         seq_printf(m, " %10lu%c", size, mark);
5317                 }
5318
5319                 seq_putc(m, '\n');
5320
5321                 if (full)
5322                         lru_gen_seq_show_full(m, lruvec, max_seq, min_seq, seq);
5323         }
5324
5325         return 0;
5326 }
5327
5328 static const struct seq_operations lru_gen_seq_ops = {
5329         .start = lru_gen_seq_start,
5330         .stop = lru_gen_seq_stop,
5331         .next = lru_gen_seq_next,
5332         .show = lru_gen_seq_show,
5333 };
5334
5335 static int run_aging(struct lruvec *lruvec, unsigned long seq, struct scan_control *sc,
5336                      bool can_swap, bool force_scan)
5337 {
5338         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
5339         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
5340
5341         if (seq < max_seq)
5342                 return 0;
5343
5344         if (seq > max_seq)
5345                 return -EINVAL;
5346
5347         if (!force_scan && min_seq[!can_swap] + MAX_NR_GENS - 1 <= max_seq)
5348                 return -ERANGE;
5349
5350         try_to_inc_max_seq(lruvec, max_seq, sc, can_swap, force_scan);
5351
5352         return 0;
5353 }
5354
5355 static int run_eviction(struct lruvec *lruvec, unsigned long seq, struct scan_control *sc,
5356                         int swappiness, unsigned long nr_to_reclaim)
5357 {
5358         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
5359
5360         if (seq + MIN_NR_GENS > max_seq)
5361                 return -EINVAL;
5362
5363         sc->nr_reclaimed = 0;
5364
5365         while (!signal_pending(current)) {
5366                 DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
5367
5368                 if (seq < min_seq[!swappiness])
5369                         return 0;
5370
5371                 if (sc->nr_reclaimed >= nr_to_reclaim)
5372                         return 0;
5373
5374                 if (!evict_folios(lruvec, sc, swappiness))
5375                         return 0;
5376
5377                 cond_resched();
5378         }
5379
5380         return -EINTR;
5381 }
5382
5383 static int run_cmd(char cmd, int memcg_id, int nid, unsigned long seq,
5384                    struct scan_control *sc, int swappiness, unsigned long opt)
5385 {
5386         struct lruvec *lruvec;
5387         int err = -EINVAL;
5388         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5389
5390         if (nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES || !node_state(nid, N_MEMORY))
5391                 return -EINVAL;
5392
5393         if (!mem_cgroup_disabled()) {
5394                 rcu_read_lock();
5395
5396                 memcg = mem_cgroup_from_id(memcg_id);
5397                 if (!mem_cgroup_tryget(memcg))
5398                         memcg = NULL;
5399
5400                 rcu_read_unlock();
5401
5402                 if (!memcg)
5403                         return -EINVAL;
5404         }
5405
5406         if (memcg_id != mem_cgroup_id(memcg))
5407                 goto done;
5408
5409         lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
5410
5411         if (swappiness < 0)
5412                 swappiness = get_swappiness(lruvec, sc);
5413         else if (swappiness > 200)
5414                 goto done;
5415
5416         switch (cmd) {
5417         case '+':
5418                 err = run_aging(lruvec, seq, sc, swappiness, opt);
5419                 break;
5420         case '-':
5421                 err = run_eviction(lruvec, seq, sc, swappiness, opt);
5422                 break;
5423         }
5424 done:
5425         mem_cgroup_put(memcg);
5426
5427         return err;
5428 }
5429
5430 /* see Documentation/admin-guide/mm/multigen_lru.rst for details */
5431 static ssize_t lru_gen_seq_write(struct file *file, const char __user *src,
5432                                  size_t len, loff_t *pos)
5433 {
5434         void *buf;
5435         char *cur, *next;
5436         unsigned int flags;
5437         struct blk_plug plug;
5438         int err = -EINVAL;
5439         struct scan_control sc = {
5440                 .may_writepage = true,
5441                 .may_unmap = true,
5442                 .may_swap = true,
5443                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
5444                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
5445         };
5446
5447         buf = kvmalloc(len + 1, GFP_KERNEL);
5448         if (!buf)
5449                 return -ENOMEM;
5450
5451         if (copy_from_user(buf, src, len)) {
5452                 kvfree(buf);
5453                 return -EFAULT;
5454         }
5455
5456         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
5457         flags = memalloc_noreclaim_save();
5458         blk_start_plug(&plug);
5459         if (!set_mm_walk(NULL, true)) {
5460                 err = -ENOMEM;
5461                 goto done;
5462         }
5463
5464         next = buf;
5465         next[len] = '\0';
5466
5467         while ((cur = strsep(&next, ",;\n"))) {
5468                 int n;
5469                 int end;
5470                 char cmd;
5471                 unsigned int memcg_id;
5472                 unsigned int nid;
5473                 unsigned long seq;
5474                 unsigned int swappiness = -1;
5475                 unsigned long opt = -1;
5476
5477                 cur = skip_spaces(cur);
5478                 if (!*cur)
5479                         continue;
5480
5481                 n = sscanf(cur, "%c %u %u %lu %n %u %n %lu %n", &cmd, &memcg_id, &nid,
5482                            &seq, &end, &swappiness, &end, &opt, &end);
5483                 if (n < 4 || cur[end]) {
5484                         err = -EINVAL;
5485                         break;
5486                 }
5487
5488                 err = run_cmd(cmd, memcg_id, nid, seq, &sc, swappiness, opt);
5489                 if (err)
5490                         break;
5491         }
5492 done:
5493         clear_mm_walk();
5494         blk_finish_plug(&plug);
5495         memalloc_noreclaim_restore(flags);
5496         set_task_reclaim_state(current, NULL);
5497
5498         kvfree(buf);
5499
5500         return err ? : len;
5501 }
5502
5503 static int lru_gen_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
5504 {
5505         return seq_open(file, &lru_gen_seq_ops);
5506 }
5507
5508 static const struct file_operations lru_gen_rw_fops = {
5509         .open = lru_gen_seq_open,
5510         .read = seq_read,
5511         .write = lru_gen_seq_write,
5512         .llseek = seq_lseek,
5513         .release = seq_release,
5514 };
5515
5516 static const struct file_operations lru_gen_ro_fops = {
5517         .open = lru_gen_seq_open,
5518         .read = seq_read,
5519         .llseek = seq_lseek,
5520         .release = seq_release,
5521 };
5522
5523 /******************************************************************************
5524  *                          initialization
5525  ******************************************************************************/
5526
5527 void lru_gen_init_pgdat(struct pglist_data *pgdat)
5528 {
5529         int i, j;
5530
5531         spin_lock_init(&pgdat->memcg_lru.lock);
5532
5533         for (i = 0; i < MEMCG_NR_GENS; i++) {
5534                 for (j = 0; j < MEMCG_NR_BINS; j++)
5535                         INIT_HLIST_NULLS_HEAD(&pgdat->memcg_lru.fifo[i][j], i);
5536         }
5537 }
5538
5539 void lru_gen_init_lruvec(struct lruvec *lruvec)
5540 {
5541         int i;
5542         int gen, type, zone;
5543         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
5544         struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
5545
5546         lrugen->max_seq = MIN_NR_GENS + 1;
5547         lrugen->enabled = lru_gen_enabled();
5548
5549         for (i = 0; i <= MIN_NR_GENS + 1; i++)
5550                 lrugen->timestamps[i] = jiffies;
5551
5552         for_each_gen_type_zone(gen, type, zone)
5553                 INIT_LIST_HEAD(&lrugen->folios[gen][type][zone]);
5554
5555         if (mm_state)
5556                 mm_state->seq = MIN_NR_GENS;
5557 }
5558
5559 #ifdef CONFIG_MEMCG
5560
5561 void lru_gen_init_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
5562 {
5563         struct lru_gen_mm_list *mm_list = get_mm_list(memcg);
5564
5565         if (!mm_list)
5566                 return;
5567
5568         INIT_LIST_HEAD(&mm_list->fifo);
5569         spin_lock_init(&mm_list->lock);
5570 }
5571
5572 void lru_gen_exit_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
5573 {
5574         int i;
5575         int nid;
5576         struct lru_gen_mm_list *mm_list = get_mm_list(memcg);
5577
5578         VM_WARN_ON_ONCE(mm_list && !list_empty(&mm_list->fifo));
5579
5580         for_each_node(nid) {
5581                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
5582                 struct lru_gen_mm_state *mm_state = get_mm_state(lruvec);
5583
5584                 VM_WARN_ON_ONCE(memchr_inv(lruvec->lrugen.nr_pages, 0,
5585                                            sizeof(lruvec->lrugen.nr_pages)));
5586
5587                 lruvec->lrugen.list.next = LIST_POISON1;
5588
5589                 if (!mm_state)
5590                         continue;
5591
5592                 for (i = 0; i < NR_BLOOM_FILTERS; i++) {
5593                         bitmap_free(mm_state->filters[i]);
5594                         mm_state->filters[i] = NULL;
5595                 }
5596         }
5597 }
5598
5599 #endif /* CONFIG_MEMCG */
5600
5601 static int __init init_lru_gen(void)
5602 {
5603         BUILD_BUG_ON(MIN_NR_GENS + 1 >= MAX_NR_GENS);
5604         BUILD_BUG_ON(BIT(LRU_GEN_WIDTH) <= MAX_NR_GENS);
5605
5606         if (sysfs_create_group(mm_kobj, &lru_gen_attr_group))
5607                 pr_err("lru_gen: failed to create sysfs group\n");
5608
5609         debugfs_create_file("lru_gen", 0644, NULL, NULL, &lru_gen_rw_fops);
5610         debugfs_create_file("lru_gen_full", 0444, NULL, NULL, &lru_gen_ro_fops);
5611
5612         return 0;
5613 };
5614 late_initcall(init_lru_gen);
5615
5616 #else /* !CONFIG_LRU_GEN */
5617
5618 static void lru_gen_age_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
5619 {
5620         BUILD_BUG();
5621 }
5622
5623 static void lru_gen_shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
5624 {
5625         BUILD_BUG();
5626 }
5627
5628 static void lru_gen_shrink_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
5629 {
5630         BUILD_BUG();
5631 }
5632
5633 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
5634
5635 static void shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
5636 {
5637         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
5638         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
5639         unsigned long nr_to_scan;
5640         enum lru_list lru;
5641         unsigned long nr_reclaimed = 0;
5642         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
5643         bool proportional_reclaim;
5644         struct blk_plug plug;
5645
5646         if (lru_gen_enabled() && !root_reclaim(sc)) {
5647                 lru_gen_shrink_lruvec(lruvec, sc);
5648                 return;
5649         }
5650
5651         get_scan_count(lruvec, sc, nr);
5652
5653         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
5654         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
5655
5656         /*
5657          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
5658          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
5659          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
5660          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
5661          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
5662          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
5663          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
5664          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
5665          * dropped to zero at the first pass.
5666          */
5667         proportional_reclaim = (!cgroup_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
5668                                 sc->priority == DEF_PRIORITY);
5669
5670         blk_start_plug(&plug);
5671         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
5672                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
5673                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
5674                 unsigned long nr_scanned;
5675
5676                 for_each_evictable_lru(lru) {
5677                         if (nr[lru]) {
5678                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
5679                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
5680
5681                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
5682                                                             lruvec, sc);
5683                         }
5684                 }
5685
5686                 cond_resched();
5687
5688                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || proportional_reclaim)
5689                         continue;
5690
5691                 /*
5692                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
5693                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
5694                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
5695                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
5696                  * proportional to the original scan target.
5697                  */
5698                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
5699                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
5700
5701                 /*
5702                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
5703                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
5704                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
5705                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
5706                  */
5707                 if (!nr_file || !nr_anon)
5708                         break;
5709
5710                 if (nr_file > nr_anon) {
5711                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
5712                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
5713                         lru = LRU_BASE;
5714                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
5715                 } else {
5716                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
5717                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
5718                         lru = LRU_FILE;
5719                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
5720                 }
5721
5722                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
5723                 nr[lru] = 0;
5724                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
5725
5726                 /*
5727                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
5728                  * scan target and the percentage scanning already complete
5729                  */
5730                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
5731                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
5732                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
5733                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
5734
5735                 lru += LRU_ACTIVE;
5736                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
5737                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
5738                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
5739         }
5740         blk_finish_plug(&plug);
5741         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
5742
5743         /*
5744          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
5745          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
5746          */
5747         if (can_age_anon_pages(lruvec_pgdat(lruvec), sc) &&
5748             inactive_is_low(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
5749                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
5750                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
5751 }
5752
5753 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
5754 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
5755 {
5756         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
5757                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
5758                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
5759                 return true;
5760
5761         return false;
5762 }
5763
5764 /*
5765  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
5766  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
5767  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
5768  * calls try_to_compact_pages() that it will have enough free pages to succeed.
5769  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
5770  */
5771 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
5772                                         unsigned long nr_reclaimed,
5773                                         struct scan_control *sc)
5774 {
5775         unsigned long pages_for_compaction;
5776         unsigned long inactive_lru_pages;
5777         int z;
5778
5779         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
5780         if (!in_reclaim_compaction(sc))
5781                 return false;
5782
5783         /*
5784          * Stop if we failed to reclaim any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX
5785          * number of pages that were scanned. This will return to the caller
5786          * with the risk reclaim/compaction and the resulting allocation attempt
5787          * fails. In the past we have tried harder for __GFP_RETRY_MAYFAIL
5788          * allocations through requiring that the full LRU list has been scanned
5789          * first, by assuming that zero delta of sc->nr_scanned means full LRU
5790          * scan, but that approximation was wrong, and there were corner cases
5791          * where always a non-zero amount of pages were scanned.
5792          */
5793         if (!nr_reclaimed)
5794                 return false;
5795
5796         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
5797         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
5798                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
5799                 if (!managed_zone(zone))
5800                         continue;
5801
5802                 /* Allocation can already succeed, nothing to do */
5803                 if (zone_watermark_ok(zone, sc->order, min_wmark_pages(zone),
5804                                       sc->reclaim_idx, 0))
5805                         return false;
5806
5807                 if (compaction_suitable(zone, sc->order, sc->reclaim_idx))
5808                         return false;
5809         }
5810
5811         /*
5812          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
5813          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
5814          */
5815         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
5816         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
5817         if (can_reclaim_anon_pages(NULL, pgdat->node_id, sc))
5818                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
5819
5820         return inactive_lru_pages > pages_for_compaction;
5821 }
5822
5823 static void shrink_node_memcgs(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
5824 {
5825         struct mem_cgroup *target_memcg = sc->target_mem_cgroup;
5826         struct mem_cgroup *memcg;
5827
5828         memcg = mem_cgroup_iter(target_memcg, NULL, NULL);
5829         do {
5830                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
5831                 unsigned long reclaimed;
5832                 unsigned long scanned;
5833
5834                 /*
5835                  * This loop can become CPU-bound when target memcgs
5836                  * aren't eligible for reclaim - either because they
5837                  * don't have any reclaimable pages, or because their
5838                  * memory is explicitly protected. Avoid soft lockups.
5839                  */
5840                 cond_resched();
5841
5842                 mem_cgroup_calculate_protection(target_memcg, memcg);
5843
5844                 if (mem_cgroup_below_min(target_memcg, memcg)) {
5845                         /*
5846                          * Hard protection.
5847                          * If there is no reclaimable memory, OOM.
5848                          */
5849                         continue;
5850                 } else if (mem_cgroup_below_low(target_memcg, memcg)) {
5851                         /*
5852                          * Soft protection.
5853                          * Respect the protection only as long as
5854                          * there is an unprotected supply
5855                          * of reclaimable memory from other cgroups.
5856                          */
5857                         if (!sc->memcg_low_reclaim) {
5858                                 sc->memcg_low_skipped = 1;
5859                                 continue;
5860                         }
5861                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_LOW);
5862                 }
5863
5864                 reclaimed = sc->nr_reclaimed;
5865                 scanned = sc->nr_scanned;
5866
5867                 shrink_lruvec(lruvec, sc);
5868
5869                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, memcg,
5870                             sc->priority);
5871
5872                 /* Record the group's reclaim efficiency */
5873                 if (!sc->proactive)
5874                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
5875                                    sc->nr_scanned - scanned,
5876                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
5877
5878         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(target_memcg, memcg, NULL)));
5879 }
5880
5881 static void shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
5882 {
5883         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned, nr_node_reclaimed;
5884         struct lruvec *target_lruvec;
5885         bool reclaimable = false;
5886
5887         if (lru_gen_enabled() && root_reclaim(sc)) {
5888                 lru_gen_shrink_node(pgdat, sc);
5889                 return;
5890         }
5891
5892         target_lruvec = mem_cgroup_lruvec(sc->target_mem_cgroup, pgdat);
5893
5894 again:
5895         memset(&sc->nr, 0, sizeof(sc->nr));
5896
5897         nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
5898         nr_scanned = sc->nr_scanned;
5899
5900         prepare_scan_control(pgdat, sc);
5901
5902         shrink_node_memcgs(pgdat, sc);
5903
5904         flush_reclaim_state(sc);
5905
5906         nr_node_reclaimed = sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed;
5907
5908         /* Record the subtree's reclaim efficiency */
5909         if (!sc->proactive)
5910                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
5911                            sc->nr_scanned - nr_scanned, nr_node_reclaimed);
5912
5913         if (nr_node_reclaimed)
5914                 reclaimable = true;
5915
5916         if (current_is_kswapd()) {
5917                 /*
5918                  * If reclaim is isolating dirty pages under writeback,
5919                  * it implies that the long-lived page allocation rate
5920                  * is exceeding the page laundering rate. Either the
5921                  * global limits are not being effective at throttling
5922                  * processes due to the page distribution throughout
5923                  * zones or there is heavy usage of a slow backing
5924                  * device. The only option is to throttle from reclaim
5925                  * context which is not ideal as there is no guarantee
5926                  * the dirtying process is throttled in the same way
5927                  * balance_dirty_pages() manages.
5928                  *
5929                  * Once a node is flagged PGDAT_WRITEBACK, kswapd will
5930                  * count the number of pages under pages flagged for
5931                  * immediate reclaim and stall if any are encountered
5932                  * in the nr_immediate check below.
5933                  */
5934                 if (sc->nr.writeback && sc->nr.writeback == sc->nr.taken)
5935                         set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
5936
5937                 /* Allow kswapd to start writing pages during reclaim.*/
5938                 if (sc->nr.unqueued_dirty == sc->nr.file_taken)
5939                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
5940
5941                 /*
5942                  * If kswapd scans pages marked for immediate
5943                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it
5944                  * implies that pages are cycling through the LRU
5945                  * faster than they are written so forcibly stall
5946                  * until some pages complete writeback.
5947                  */
5948                 if (sc->nr.immediate)
5949                         reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK);
5950         }
5951
5952         /*
5953          * Tag a node/memcg as congested if all the dirty pages were marked
5954          * for writeback and immediate reclaim (counted in nr.congested).
5955          *
5956          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
5957          * stalling in reclaim_throttle().
5958          */
5959         if (sc->nr.dirty && sc->nr.dirty == sc->nr.congested) {
5960                 if (cgroup_reclaim(sc) && writeback_throttling_sane(sc))
5961                         set_bit(LRUVEC_CGROUP_CONGESTED, &target_lruvec->flags);
5962
5963                 if (current_is_kswapd())
5964                         set_bit(LRUVEC_NODE_CONGESTED, &target_lruvec->flags);
5965         }
5966
5967         /*
5968          * Stall direct reclaim for IO completions if the lruvec is
5969          * node is congested. Allow kswapd to continue until it
5970          * starts encountering unqueued dirty pages or cycling through
5971          * the LRU too quickly.
5972          */
5973         if (!current_is_kswapd() && current_may_throttle() &&
5974             !sc->hibernation_mode &&
5975             (test_bit(LRUVEC_CGROUP_CONGESTED, &target_lruvec->flags) ||
5976              test_bit(LRUVEC_NODE_CONGESTED, &target_lruvec->flags)))
5977                 reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_CONGESTED);
5978
5979         if (should_continue_reclaim(pgdat, nr_node_reclaimed, sc))
5980                 goto again;
5981
5982         /*
5983          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
5984          * many failures to reclaim anything from them and goes to
5985          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
5986          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
5987          */
5988         if (reclaimable)
5989                 pgdat->kswapd_failures = 0;
5990 }
5991
5992 /*
5993  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
5994  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
5995  * should reclaim first.
5996  */
5997 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
5998 {
5999         unsigned long watermark;
6000
6001         /* Allocation can already succeed, nothing to do */
6002         if (zone_watermark_ok(zone, sc->order, min_wmark_pages(zone),
6003                               sc->reclaim_idx, 0))
6004                 return true;
6005
6006         /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
6007         if (!compaction_suitable(zone, sc->order, sc->reclaim_idx))
6008                 return false;
6009
6010         /*
6011          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
6012          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
6013          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
6014          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
6015          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
6016          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
6017          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
6018          */
6019         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
6020
6021         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
6022 }
6023
6024 static void consider_reclaim_throttle(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
6025 {
6026         /*
6027          * If reclaim is making progress greater than 12% efficiency then
6028          * wake all the NOPROGRESS throttled tasks.
6029          */
6030         if (sc->nr_reclaimed > (sc->nr_scanned >> 3)) {
6031                 wait_queue_head_t *wqh;
6032
6033                 wqh = &pgdat->reclaim_wait[VMSCAN_THROTTLE_NOPROGRESS];
6034                 if (waitqueue_active(wqh))
6035                         wake_up(wqh);
6036
6037                 return;
6038         }
6039
6040         /*
6041          * Do not throttle kswapd or cgroup reclaim on NOPROGRESS as it will
6042          * throttle on VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK if there are too many pages
6043          * under writeback and marked for immediate reclaim at the tail of the
6044          * LRU.
6045          */
6046         if (current_is_kswapd() || cgroup_reclaim(sc))
6047                 return;
6048
6049         /* Throttle if making no progress at high prioities. */
6050         if (sc->priority == 1 && !sc->nr_reclaimed)
6051                 reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_NOPROGRESS);
6052 }
6053
6054 /*
6055  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
6056  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
6057  * request.
6058  *
6059  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
6060  * scan then give up on it.
6061  */
6062 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
6063 {
6064         struct zoneref *z;
6065         struct zone *zone;
6066         unsigned long nr_soft_reclaimed;
6067         unsigned long nr_soft_scanned;
6068         gfp_t orig_mask;
6069         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
6070         pg_data_t *first_pgdat = NULL;
6071
6072         /*
6073          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
6074          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
6075          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
6076          */
6077         orig_mask = sc->gfp_mask;
6078         if (buffer_heads_over_limit) {
6079                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
6080                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
6081         }
6082
6083         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
6084                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
6085                 /*
6086                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
6087                  * to global LRU.
6088                  */
6089                 if (!cgroup_reclaim(sc)) {
6090                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
6091                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
6092                                 continue;
6093
6094                         /*
6095                          * If we already have plenty of memory free for
6096                          * compaction in this zone, don't free any more.
6097                          * Even though compaction is invoked for any
6098                          * non-zero order, only frequent costly order
6099                          * reclamation is disruptive enough to become a
6100                          * noticeable problem, like transparent huge
6101                          * page allocations.
6102                          */
6103                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
6104                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
6105                             compaction_ready(zone, sc)) {
6106                                 sc->compaction_ready = true;
6107                                 continue;
6108                         }
6109
6110                         /*
6111                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
6112                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
6113                          * node may be shrunk multiple times but in that case
6114                          * the user prefers lower zones being preserved.
6115                          */
6116                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
6117                                 continue;
6118
6119                         /*
6120                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
6121                          * and returns the number of reclaimed pages and
6122                          * scanned pages. This works for global memory pressure
6123                          * and balancing, not for a memcg's limit.
6124                          */
6125                         nr_soft_scanned = 0;
6126                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
6127                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
6128                                                 &nr_soft_scanned);
6129                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
6130                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
6131                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
6132                 }
6133
6134                 if (!first_pgdat)
6135                         first_pgdat = zone->zone_pgdat;
6136
6137                 /* See comment about same check for global reclaim above */
6138                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
6139                         continue;
6140                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
6141                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
6142         }
6143
6144         if (first_pgdat)
6145                 consider_reclaim_throttle(first_pgdat, sc);
6146
6147         /*
6148          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
6149          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
6150          */
6151         sc->gfp_mask = orig_mask;
6152 }
6153
6154 static void snapshot_refaults(struct mem_cgroup *target_memcg, pg_data_t *pgdat)
6155 {
6156         struct lruvec *target_lruvec;
6157         unsigned long refaults;
6158
6159         if (lru_gen_enabled())
6160                 return;
6161
6162         target_lruvec = mem_cgroup_lruvec(target_memcg, pgdat);
6163         refaults = lruvec_page_state(target_lruvec, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON);
6164         target_lruvec->refaults[WORKINGSET_ANON] = refaults;
6165         refaults = lruvec_page_state(target_lruvec, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE);
6166         target_lruvec->refaults[WORKINGSET_FILE] = refaults;
6167 }
6168
6169 /*
6170  * This is the main entry point to direct page reclaim.
6171  *
6172  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
6173  * are "out of memory" and something needs to be killed.
6174  *
6175  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
6176  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
6177  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
6178  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
6179  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
6180  * work, and the allocation attempt will fail.
6181  *
6182  * returns:     0, if no pages reclaimed
6183  *              else, the number of pages reclaimed
6184  */
6185 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
6186                                           struct scan_control *sc)
6187 {
6188         int initial_priority = sc->priority;
6189         pg_data_t *last_pgdat;
6190         struct zoneref *z;
6191         struct zone *zone;
6192 retry:
6193         delayacct_freepages_start();
6194
6195         if (!cgroup_reclaim(sc))
6196                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
6197
6198         do {
6199                 if (!sc->proactive)
6200                         vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
6201                                         sc->priority);
6202                 sc->nr_scanned = 0;
6203                 shrink_zones(zonelist, sc);
6204
6205                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
6206                         break;
6207
6208                 if (sc->compaction_ready)
6209                         break;
6210
6211                 /*
6212                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
6213                  * writepage even in laptop mode.
6214                  */
6215                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
6216                         sc->may_writepage = 1;
6217         } while (--sc->priority >= 0);
6218
6219         last_pgdat = NULL;
6220         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist, sc->reclaim_idx,
6221                                         sc->nodemask) {
6222                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
6223                         continue;
6224                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
6225
6226                 snapshot_refaults(sc->target_mem_cgroup, zone->zone_pgdat);
6227
6228                 if (cgroup_reclaim(sc)) {
6229                         struct lruvec *lruvec;
6230
6231                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(sc->target_mem_cgroup,
6232                                                    zone->zone_pgdat);
6233                         clear_bit(LRUVEC_CGROUP_CONGESTED, &lruvec->flags);
6234                 }
6235         }
6236
6237         delayacct_freepages_end();
6238
6239         if (sc->nr_reclaimed)
6240                 return sc->nr_reclaimed;
6241
6242         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
6243         if (sc->compaction_ready)
6244                 return 1;
6245
6246         /*
6247          * We make inactive:active ratio decisions based on the node's
6248          * composition of memory, but a restrictive reclaim_idx or a
6249          * memory.low cgroup setting can exempt large amounts of
6250          * memory from reclaim. Neither of which are very common, so
6251          * instead of doing costly eligibility calculations of the
6252          * entire cgroup subtree up front, we assume the estimates are
6253          * good, and retry with forcible deactivation if that fails.
6254          */
6255         if (sc->skipped_deactivate) {
6256                 sc->priority = initial_priority;
6257                 sc->force_deactivate = 1;
6258                 sc->skipped_deactivate = 0;
6259                 goto retry;
6260         }
6261
6262         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
6263         if (sc->memcg_low_skipped) {
6264                 sc->priority = initial_priority;
6265                 sc->force_deactivate = 0;
6266                 sc->memcg_low_reclaim = 1;
6267                 sc->memcg_low_skipped = 0;
6268                 goto retry;
6269         }
6270
6271         return 0;
6272 }
6273
6274 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
6275 {
6276         struct zone *zone;
6277         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
6278         unsigned long free_pages = 0;
6279         int i;
6280         bool wmark_ok;
6281
6282         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
6283                 return true;
6284
6285         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
6286                 zone = &pgdat->node_zones[i];
6287                 if (!managed_zone(zone))
6288                         continue;
6289
6290                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
6291                         continue;
6292
6293                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
6294                 free_pages += zone_page_state_snapshot(zone, NR_FREE_PAGES);
6295         }
6296
6297         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
6298         if (!pfmemalloc_reserve)
6299                 return true;
6300
6301         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
6302
6303         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
6304         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
6305                 if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx) > ZONE_NORMAL)
6306                         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, ZONE_NORMAL);
6307
6308                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
6309         }
6310
6311         return wmark_ok;
6312 }
6313
6314 /*
6315  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
6316  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
6317  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
6318  * when the low watermark is reached.
6319  *
6320  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
6321  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
6322  */
6323 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
6324                                         nodemask_t *nodemask)
6325 {
6326         struct zoneref *z;
6327         struct zone *zone;
6328         pg_data_t *pgdat = NULL;
6329
6330         /*
6331          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
6332          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
6333          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
6334          * committing a transaction where throttling it could forcing other
6335          * processes to block on log_wait_commit().
6336          */
6337         if (current->flags & PF_KTHREAD)
6338                 goto out;
6339
6340         /*
6341          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
6342          * It should return quickly so it can exit and free its memory
6343          */
6344         if (fatal_signal_pending(current))
6345                 goto out;
6346
6347         /*
6348          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
6349          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
6350          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
6351          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
6352          *
6353          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
6354          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
6355          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
6356          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
6357          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
6358          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
6359          * should make reasonable progress.
6360          */
6361         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
6362                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
6363                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
6364                         continue;
6365
6366                 /* Throttle based on the first usable node */
6367                 pgdat = zone->zone_pgdat;
6368                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
6369                         goto out;
6370                 break;
6371         }
6372
6373         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
6374         if (!pgdat)
6375                 goto out;
6376
6377         /* Account for the throttling */
6378         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
6379
6380         /*
6381          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
6382          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
6383          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
6384          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
6385          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
6386          * second before continuing.
6387          */
6388         if (!(gfp_mask & __GFP_FS))
6389                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
6390                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
6391         else
6392                 /* Throttle until kswapd wakes the process */
6393                 wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
6394                         allow_direct_reclaim(pgdat));
6395
6396         if (fatal_signal_pending(current))
6397                 return true;
6398
6399 out:
6400         return false;
6401 }
6402
6403 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
6404                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
6405 {
6406         unsigned long nr_reclaimed;
6407         struct scan_control sc = {
6408                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
6409                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
6410                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
6411                 .order = order,
6412                 .nodemask = nodemask,
6413                 .priority = DEF_PRIORITY,
6414                 .may_writepage = !laptop_mode,
6415                 .may_unmap = 1,
6416                 .may_swap = 1,
6417         };
6418
6419         /*
6420          * scan_control uses s8 fields for order, priority, and reclaim_idx.
6421          * Confirm they are large enough for max values.
6422          */
6423         BUILD_BUG_ON(MAX_PAGE_ORDER >= S8_MAX);
6424         BUILD_BUG_ON(DEF_PRIORITY > S8_MAX);
6425         BUILD_BUG_ON(MAX_NR_ZONES > S8_MAX);
6426
6427         /*
6428          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
6429          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
6430          * point.
6431          */
6432         if (throttle_direct_reclaim(sc.gfp_mask, zonelist, nodemask))
6433                 return 1;
6434
6435         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
6436         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order, sc.gfp_mask);
6437
6438         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
6439
6440         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
6441         set_task_reclaim_state(current, NULL);
6442
6443         return nr_reclaimed;
6444 }
6445
6446 #ifdef CONFIG_MEMCG
6447
6448 /* Only used by soft limit reclaim. Do not reuse for anything else. */
6449 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
6450                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
6451                                                 pg_data_t *pgdat,
6452                                                 unsigned long *nr_scanned)
6453 {
6454         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
6455         struct scan_control sc = {
6456                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
6457                 .target_mem_cgroup = memcg,
6458                 .may_writepage = !laptop_mode,
6459                 .may_unmap = 1,
6460                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
6461                 .may_swap = !noswap,
6462         };
6463
6464         WARN_ON_ONCE(!current->reclaim_state);
6465
6466         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
6467                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
6468
6469         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
6470                                                       sc.gfp_mask);
6471
6472         /*
6473          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
6474          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
6475          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
6476          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
6477          * the priority and make it zero.
6478          */
6479         shrink_lruvec(lruvec, &sc);
6480
6481         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
6482
6483         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
6484
6485         return sc.nr_reclaimed;
6486 }
6487
6488 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
6489                                            unsigned long nr_pages,
6490                                            gfp_t gfp_mask,
6491                                            unsigned int reclaim_options)
6492 {
6493         unsigned long nr_reclaimed;
6494         unsigned int noreclaim_flag;
6495         struct scan_control sc = {
6496                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
6497                 .gfp_mask = (current_gfp_context(gfp_mask) & GFP_RECLAIM_MASK) |
6498                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
6499                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
6500                 .target_mem_cgroup = memcg,
6501                 .priority = DEF_PRIORITY,
6502                 .may_writepage = !laptop_mode,
6503                 .may_unmap = 1,
6504                 .may_swap = !!(reclaim_options & MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP),
6505                 .proactive = !!(reclaim_options & MEMCG_RECLAIM_PROACTIVE),
6506         };
6507         /*
6508          * Traverse the ZONELIST_FALLBACK zonelist of the current node to put
6509          * equal pressure on all the nodes. This is based on the assumption that
6510          * the reclaim does not bail out early.
6511          */
6512         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
6513
6514         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
6515         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0, sc.gfp_mask);
6516         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
6517
6518         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
6519
6520         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
6521         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
6522         set_task_reclaim_state(current, NULL);
6523
6524         return nr_reclaimed;
6525 }
6526 #endif
6527
6528 static void kswapd_age_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
6529 {
6530         struct mem_cgroup *memcg;
6531         struct lruvec *lruvec;
6532
6533         if (lru_gen_enabled()) {
6534                 lru_gen_age_node(pgdat, sc);
6535                 return;
6536         }
6537
6538         if (!can_age_anon_pages(pgdat, sc))
6539                 return;
6540
6541         lruvec = mem_cgroup_lruvec(NULL, pgdat);
6542         if (!inactive_is_low(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
6543                 return;
6544
6545         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
6546         do {
6547                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
6548                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
6549                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
6550                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
6551         } while (memcg);
6552 }
6553
6554 static bool pgdat_watermark_boosted(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
6555 {
6556         int i;
6557         struct zone *zone;
6558
6559         /*
6560          * Check for watermark boosts top-down as the higher zones
6561          * are more likely to be boosted. Both watermarks and boosts
6562          * should not be checked at the same time as reclaim would
6563          * start prematurely when there is no boosting and a lower
6564          * zone is balanced.
6565          */
6566         for (i = highest_zoneidx; i >= 0; i--) {
6567                 zone = pgdat->node_zones + i;
6568                 if (!managed_zone(zone))
6569                         continue;
6570
6571                 if (zone->watermark_boost)
6572                         return true;
6573         }
6574
6575         return false;
6576 }
6577
6578 /*
6579  * Returns true if there is an eligible zone balanced for the request order
6580  * and highest_zoneidx
6581  */
6582 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int highest_zoneidx)
6583 {
6584         int i;
6585         unsigned long mark = -1;
6586         struct zone *zone;
6587
6588         /*
6589          * Check watermarks bottom-up as lower zones are more likely to
6590          * meet watermarks.
6591          */
6592         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
6593                 zone = pgdat->node_zones + i;
6594
6595                 if (!managed_zone(zone))
6596                         continue;
6597
6598                 if (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING)
6599                         mark = wmark_pages(zone, WMARK_PROMO);
6600                 else
6601                         mark = high_wmark_pages(zone);
6602                 if (zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, highest_zoneidx))
6603                         return true;
6604         }
6605
6606         /*
6607          * If a node has no managed zone within highest_zoneidx, it does not
6608          * need balancing by definition. This can happen if a zone-restricted
6609          * allocation tries to wake a remote kswapd.
6610          */
6611         if (mark == -1)
6612                 return true;
6613
6614         return false;
6615 }
6616
6617 /* Clear pgdat state for congested, dirty or under writeback. */
6618 static void clear_pgdat_congested(pg_data_t *pgdat)
6619 {
6620         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NULL, pgdat);
6621
6622         clear_bit(LRUVEC_NODE_CONGESTED, &lruvec->flags);
6623         clear_bit(LRUVEC_CGROUP_CONGESTED, &lruvec->flags);
6624         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
6625         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
6626 }
6627
6628 /*
6629  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
6630  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
6631  *
6632  * Returns true if kswapd is ready to sleep
6633  */
6634 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order,
6635                                 int highest_zoneidx)
6636 {
6637         /*
6638          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
6639          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
6640          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
6641          * throttled. There is also a potential race if processes get
6642          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
6643          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
6644          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
6645          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
6646          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
6647          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
6648          * that here we are under prepare_to_wait().
6649          */
6650         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
6651                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
6652
6653         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
6654         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
6655                 return true;
6656
6657         if (pgdat_balanced(pgdat, order, highest_zoneidx)) {
6658                 clear_pgdat_congested(pgdat);
6659                 return true;
6660         }
6661
6662         return false;
6663 }
6664
6665 /*
6666  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
6667  * zone that is currently unbalanced.
6668  *
6669  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
6670  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
6671  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
6672  */
6673 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
6674                                struct scan_control *sc)
6675 {
6676         struct zone *zone;
6677         int z;
6678
6679         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
6680         sc->nr_to_reclaim = 0;
6681         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
6682                 zone = pgdat->node_zones + z;
6683                 if (!managed_zone(zone))
6684                         continue;
6685
6686                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
6687         }
6688
6689         /*
6690          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
6691          * now pressure is applied based on node LRU order.
6692          */
6693         shrink_node(pgdat, sc);
6694
6695         /*
6696          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
6697          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
6698          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
6699          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
6700          * can direct reclaim/compact.
6701          */
6702         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
6703                 sc->order = 0;
6704
6705         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
6706 }
6707
6708 /* Page allocator PCP high watermark is lowered if reclaim is active. */
6709 static inline void
6710 update_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx, bool active)
6711 {
6712         int i;
6713         struct zone *zone;
6714
6715         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
6716                 zone = pgdat->node_zones + i;
6717
6718                 if (!managed_zone(zone))
6719                         continue;
6720
6721                 if (active)
6722                         set_bit(ZONE_RECLAIM_ACTIVE, &zone->flags);
6723                 else
6724                         clear_bit(ZONE_RECLAIM_ACTIVE, &zone->flags);
6725         }
6726 }
6727
6728 static inline void
6729 set_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
6730 {
6731         update_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx, true);
6732 }
6733
6734 static inline void
6735 clear_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
6736 {
6737         update_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx, false);
6738 }
6739
6740 /*
6741  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
6742  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
6743  * balanced.
6744  *
6745  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
6746  *
6747  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
6748  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
6749  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page in that zone
6750  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
6751  * balanced.
6752  */
6753 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int highest_zoneidx)
6754 {
6755         int i;
6756         unsigned long nr_soft_reclaimed;
6757         unsigned long nr_soft_scanned;
6758         unsigned long pflags;
6759         unsigned long nr_boost_reclaim;
6760         unsigned long zone_boosts[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
6761         bool boosted;
6762         struct zone *zone;
6763         struct scan_control sc = {
6764                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
6765                 .order = order,
6766                 .may_unmap = 1,
6767         };
6768
6769         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
6770         psi_memstall_enter(&pflags);
6771         __fs_reclaim_acquire(_THIS_IP_);
6772
6773         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
6774
6775         /*
6776          * Account for the reclaim boost. Note that the zone boost is left in
6777          * place so that parallel allocations that are near the watermark will
6778          * stall or direct reclaim until kswapd is finished.
6779          */
6780         nr_boost_reclaim = 0;
6781         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
6782                 zone = pgdat->node_zones + i;
6783                 if (!managed_zone(zone))
6784                         continue;
6785
6786                 nr_boost_reclaim += zone->watermark_boost;
6787                 zone_boosts[i] = zone->watermark_boost;
6788         }
6789         boosted = nr_boost_reclaim;
6790
6791 restart:
6792         set_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx);
6793         sc.priority = DEF_PRIORITY;
6794         do {
6795                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
6796                 bool raise_priority = true;
6797                 bool balanced;
6798                 bool ret;
6799
6800                 sc.reclaim_idx = highest_zoneidx;
6801
6802                 /*
6803                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
6804                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
6805                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
6806                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
6807                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
6808                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
6809                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
6810                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
6811                  */
6812                 if (buffer_heads_over_limit) {
6813                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
6814                                 zone = pgdat->node_zones + i;
6815                                 if (!managed_zone(zone))
6816                                         continue;
6817
6818                                 sc.reclaim_idx = i;
6819                                 break;
6820                         }
6821                 }
6822
6823                 /*
6824                  * If the pgdat is imbalanced then ignore boosting and preserve
6825                  * the watermarks for a later time and restart. Note that the
6826                  * zone watermarks will be still reset at the end of balancing
6827                  * on the grounds that the normal reclaim should be enough to
6828                  * re-evaluate if boosting is required when kswapd next wakes.
6829                  */
6830                 balanced = pgdat_balanced(pgdat, sc.order, highest_zoneidx);
6831                 if (!balanced && nr_boost_reclaim) {
6832                         nr_boost_reclaim = 0;
6833                         goto restart;
6834                 }
6835
6836                 /*
6837                  * If boosting is not active then only reclaim if there are no
6838                  * eligible zones. Note that sc.reclaim_idx is not used as
6839                  * buffer_heads_over_limit may have adjusted it.
6840                  */
6841                 if (!nr_boost_reclaim && balanced)
6842                         goto out;
6843
6844                 /* Limit the priority of boosting to avoid reclaim writeback */
6845                 if (nr_boost_reclaim && sc.priority == DEF_PRIORITY - 2)
6846                         raise_priority = false;
6847
6848                 /*
6849                  * Do not writeback or swap pages for boosted reclaim. The
6850                  * intent is to relieve pressure not issue sub-optimal IO
6851                  * from reclaim context. If no pages are reclaimed, the
6852                  * reclaim will be aborted.
6853                  */
6854                 sc.may_writepage = !laptop_mode && !nr_boost_reclaim;
6855                 sc.may_swap = !nr_boost_reclaim;
6856
6857                 /*
6858                  * Do some background aging, to give pages a chance to be
6859                  * referenced before reclaiming. All pages are rotated
6860                  * regardless of classzone as this is about consistent aging.
6861                  */
6862                 kswapd_age_node(pgdat, &sc);
6863
6864                 /*
6865                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
6866                  * even in laptop mode.
6867                  */
6868                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
6869                         sc.may_writepage = 1;
6870
6871                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
6872                 sc.nr_scanned = 0;
6873                 nr_soft_scanned = 0;
6874                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
6875                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
6876                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
6877
6878                 /*
6879                  * There should be no need to raise the scanning priority if
6880                  * enough pages are already being scanned that that high
6881                  * watermark would be met at 100% efficiency.
6882                  */
6883                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
6884                         raise_priority = false;
6885
6886                 /*
6887                  * If the low watermark is met there is no need for processes
6888                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
6889                  * able to safely make forward progress. Wake them
6890                  */
6891                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
6892                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
6893                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
6894
6895                 /* Check if kswapd should be suspending */
6896                 __fs_reclaim_release(_THIS_IP_);
6897                 ret = try_to_freeze();
6898                 __fs_reclaim_acquire(_THIS_IP_);
6899                 if (ret || kthread_should_stop())
6900                         break;
6901
6902                 /*
6903                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
6904                  * progress in reclaiming pages
6905                  */
6906                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
6907                 nr_boost_reclaim -= min(nr_boost_reclaim, nr_reclaimed);
6908
6909                 /*
6910                  * If reclaim made no progress for a boost, stop reclaim as
6911                  * IO cannot be queued and it could be an infinite loop in
6912                  * extreme circumstances.
6913                  */
6914                 if (nr_boost_reclaim && !nr_reclaimed)
6915                         break;
6916
6917                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
6918                         sc.priority--;
6919         } while (sc.priority >= 1);
6920
6921         if (!sc.nr_reclaimed)
6922                 pgdat->kswapd_failures++;
6923
6924 out:
6925         clear_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx);
6926
6927         /* If reclaim was boosted, account for the reclaim done in this pass */
6928         if (boosted) {
6929                 unsigned long flags;
6930
6931                 for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
6932                         if (!zone_boosts[i])
6933                                 continue;
6934
6935                         /* Increments are under the zone lock */
6936                         zone = pgdat->node_zones + i;
6937                         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
6938                         zone->watermark_boost -= min(zone->watermark_boost, zone_boosts[i]);
6939                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
6940                 }
6941
6942                 /*
6943                  * As there is now likely space, wakeup kcompact to defragment
6944                  * pageblocks.
6945                  */
6946                 wakeup_kcompactd(pgdat, pageblock_order, highest_zoneidx);
6947         }
6948
6949         snapshot_refaults(NULL, pgdat);
6950         __fs_reclaim_release(_THIS_IP_);
6951         psi_memstall_leave(&pflags);
6952         set_task_reclaim_state(current, NULL);
6953
6954         /*
6955          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
6956          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
6957          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
6958          * remain at the higher level.
6959          */
6960         return sc.order;
6961 }
6962
6963 /*
6964  * The pgdat->kswapd_highest_zoneidx is used to pass the highest zone index to
6965  * be reclaimed by kswapd from the waker. If the value is MAX_NR_ZONES which is
6966  * not a valid index then either kswapd runs for first time or kswapd couldn't
6967  * sleep after previous reclaim attempt (node is still unbalanced). In that
6968  * case return the zone index of the previous kswapd reclaim cycle.
6969  */
6970 static enum zone_type kswapd_highest_zoneidx(pg_data_t *pgdat,
6971                                            enum zone_type prev_highest_zoneidx)
6972 {
6973         enum zone_type curr_idx = READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx);
6974
6975         return curr_idx == MAX_NR_ZONES ? prev_highest_zoneidx : curr_idx;
6976 }
6977
6978 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
6979                                 unsigned int highest_zoneidx)
6980 {
6981         long remaining = 0;
6982         DEFINE_WAIT(wait);
6983
6984         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
6985                 return;
6986
6987         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
6988
6989         /*
6990          * Try to sleep for a short interval. Note that kcompactd will only be
6991          * woken if it is possible to sleep for a short interval. This is
6992          * deliberate on the assumption that if reclaim cannot keep an
6993          * eligible zone balanced that it's also unlikely that compaction will
6994          * succeed.
6995          */
6996         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, highest_zoneidx)) {
6997                 /*
6998                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
6999                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
7000                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
7001                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
7002                  */
7003                 reset_isolation_suitable(pgdat);
7004
7005                 /*
7006                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
7007                  * allocation of the requested order possible.
7008                  */
7009                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, highest_zoneidx);
7010
7011                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
7012
7013                 /*
7014                  * If woken prematurely then reset kswapd_highest_zoneidx and
7015                  * order. The values will either be from a wakeup request or
7016                  * the previous request that slept prematurely.
7017                  */
7018                 if (remaining) {
7019                         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx,
7020                                         kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
7021                                                         highest_zoneidx));
7022
7023                         if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_order) < reclaim_order)
7024                                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
7025                 }
7026
7027                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
7028                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
7029         }
7030
7031         /*
7032          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
7033          * go fully to sleep until explicitly woken up.
7034          */
7035         if (!remaining &&
7036             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, highest_zoneidx)) {
7037                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
7038
7039                 /*
7040                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
7041                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
7042                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
7043                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
7044                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
7045                  * them before going back to sleep.
7046                  */
7047                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
7048
7049                 if (!kthread_should_stop())
7050                         schedule();
7051
7052                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
7053         } else {
7054                 if (remaining)
7055                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
7056                 else
7057                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
7058         }
7059         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
7060 }
7061
7062 /*
7063  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
7064  * from the init process.
7065  *
7066  * This basically trickles out pages so that we have _some_
7067  * free memory available even if there is no other activity
7068  * that frees anything up. This is needed for things like routing
7069  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
7070  * asynchronous contexts that cannot page things out.
7071  *
7072  * If there are applications that are active memory-allocators
7073  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
7074  */
7075 static int kswapd(void *p)
7076 {
7077         unsigned int alloc_order, reclaim_order;
7078         unsigned int highest_zoneidx = MAX_NR_ZONES - 1;
7079         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)p;
7080         struct task_struct *tsk = current;
7081         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
7082
7083         if (!cpumask_empty(cpumask))
7084                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
7085
7086         /*
7087          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
7088          * and that if we need more memory we should get access to it
7089          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
7090          * never get caught in the normal page freeing logic.
7091          *
7092          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
7093          * you need a small amount of memory in order to be able to
7094          * page out something else, and this flag essentially protects
7095          * us from recursively trying to free more memory as we're
7096          * trying to free the first piece of memory in the first place).
7097          */
7098         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_KSWAPD;
7099         set_freezable();
7100
7101         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, 0);
7102         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, MAX_NR_ZONES);
7103         atomic_set(&pgdat->nr_writeback_throttled, 0);
7104         for ( ; ; ) {
7105                 bool ret;
7106
7107                 alloc_order = reclaim_order = READ_ONCE(pgdat->kswapd_order);
7108                 highest_zoneidx = kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
7109                                                         highest_zoneidx);
7110
7111 kswapd_try_sleep:
7112                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
7113                                         highest_zoneidx);
7114
7115                 /* Read the new order and highest_zoneidx */
7116                 alloc_order = READ_ONCE(pgdat->kswapd_order);
7117                 highest_zoneidx = kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
7118                                                         highest_zoneidx);
7119                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, 0);
7120                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, MAX_NR_ZONES);
7121
7122                 ret = try_to_freeze();
7123                 if (kthread_should_stop())
7124                         break;
7125
7126                 /*
7127                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
7128                  * after returning from the refrigerator
7129                  */
7130                 if (ret)
7131                         continue;
7132
7133                 /*
7134                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
7135                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
7136                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
7137                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
7138                  * but kcompactd is woken to compact for the original
7139                  * request (alloc_order).
7140                  */
7141                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, highest_zoneidx,
7142                                                 alloc_order);
7143                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order,
7144                                                 highest_zoneidx);
7145                 if (reclaim_order < alloc_order)
7146                         goto kswapd_try_sleep;
7147         }
7148
7149         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_KSWAPD);
7150
7151         return 0;
7152 }
7153
7154 /*
7155  * A zone is low on free memory or too fragmented for high-order memory.  If
7156  * kswapd should reclaim (direct reclaim is deferred), wake it up for the zone's
7157  * pgdat.  It will wake up kcompactd after reclaiming memory.  If kswapd reclaim
7158  * has failed or is not needed, still wake up kcompactd if only compaction is
7159  * needed.
7160  */
7161 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, gfp_t gfp_flags, int order,
7162                    enum zone_type highest_zoneidx)
7163 {
7164         pg_data_t *pgdat;
7165         enum zone_type curr_idx;
7166
7167         if (!managed_zone(zone))
7168                 return;
7169
7170         if (!cpuset_zone_allowed(zone, gfp_flags))
7171                 return;
7172
7173         pgdat = zone->zone_pgdat;
7174         curr_idx = READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx);
7175
7176         if (curr_idx == MAX_NR_ZONES || curr_idx < highest_zoneidx)
7177                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, highest_zoneidx);
7178
7179         if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_order) < order)
7180                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, order);
7181
7182         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
7183                 return;
7184
7185         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim if possible */
7186         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES ||
7187             (pgdat_balanced(pgdat, order, highest_zoneidx) &&
7188              !pgdat_watermark_boosted(pgdat, highest_zoneidx))) {
7189                 /*
7190                  * There may be plenty of free memory available, but it's too
7191                  * fragmented for high-order allocations.  Wake up kcompactd
7192                  * and rely on compaction_suitable() to determine if it's
7193                  * needed.  If it fails, it will defer subsequent attempts to
7194                  * ratelimit its work.
7195                  */
7196                 if (!(gfp_flags & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
7197                         wakeup_kcompactd(pgdat, order, highest_zoneidx);
7198                 return;
7199         }
7200
7201         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, highest_zoneidx, order,
7202                                       gfp_flags);
7203         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
7204 }
7205
7206 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
7207 /*
7208  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
7209  * freed pages.
7210  *
7211  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
7212  * LRU order by reclaiming preferentially
7213  * inactive > active > active referenced > active mapped
7214  */
7215 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
7216 {
7217         struct scan_control sc = {
7218                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
7219                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
7220                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
7221                 .priority = DEF_PRIORITY,
7222                 .may_writepage = 1,
7223                 .may_unmap = 1,
7224                 .may_swap = 1,
7225                 .hibernation_mode = 1,
7226         };
7227         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
7228         unsigned long nr_reclaimed;
7229         unsigned int noreclaim_flag;
7230
7231         fs_reclaim_acquire(sc.gfp_mask);
7232         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
7233         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
7234
7235         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
7236
7237         set_task_reclaim_state(current, NULL);
7238         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
7239         fs_reclaim_release(sc.gfp_mask);
7240
7241         return nr_reclaimed;
7242 }
7243 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
7244
7245 /*
7246  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
7247  */
7248 void __meminit kswapd_run(int nid)
7249 {
7250         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
7251
7252         pgdat_kswapd_lock(pgdat);
7253         if (!pgdat->kswapd) {
7254                 pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
7255                 if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
7256                         /* failure at boot is fatal */
7257                         pr_err("Failed to start kswapd on node %d,ret=%ld\n",
7258                                    nid, PTR_ERR(pgdat->kswapd));
7259                         BUG_ON(system_state < SYSTEM_RUNNING);
7260                         pgdat->kswapd = NULL;
7261                 }
7262         }
7263         pgdat_kswapd_unlock(pgdat);
7264 }
7265
7266 /*
7267  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
7268  * be holding mem_hotplug_begin/done().
7269  */
7270 void __meminit kswapd_stop(int nid)
7271 {
7272         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
7273         struct task_struct *kswapd;
7274
7275         pgdat_kswapd_lock(pgdat);
7276         kswapd = pgdat->kswapd;
7277         if (kswapd) {
7278                 kthread_stop(kswapd);
7279                 pgdat->kswapd = NULL;
7280         }
7281         pgdat_kswapd_unlock(pgdat);
7282 }
7283
7284 static int __init kswapd_init(void)
7285 {
7286         int nid;
7287
7288         swap_setup();
7289         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
7290                 kswapd_run(nid);
7291         return 0;
7292 }
7293
7294 module_init(kswapd_init)
7295
7296 #ifdef CONFIG_NUMA
7297 /*
7298  * Node reclaim mode
7299  *
7300  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
7301  * the watermarks.
7302  */
7303 int node_reclaim_mode __read_mostly;
7304
7305 /*
7306  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
7307  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
7308  * a zone.
7309  */
7310 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
7311
7312 /*
7313  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
7314  * occur.
7315  */
7316 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
7317
7318 /*
7319  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
7320  * slab reclaim needs to occur.
7321  */
7322 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
7323
7324 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
7325 {
7326         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
7327         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
7328                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
7329
7330         /*
7331          * It's possible for there to be more file mapped pages than
7332          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
7333          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
7334          */
7335         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
7336 }
7337
7338 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
7339 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
7340 {
7341         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
7342         unsigned long delta = 0;
7343
7344         /*
7345          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
7346          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
7347          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
7348          * a better estimate
7349          */
7350         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
7351                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
7352         else
7353                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
7354
7355         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
7356         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
7357                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
7358
7359         /* Watch for any possible underflows due to delta */
7360         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
7361                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
7362
7363         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
7364 }
7365
7366 /*
7367  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
7368  */
7369 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
7370 {
7371         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
7372         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
7373         struct task_struct *p = current;
7374         unsigned int noreclaim_flag;
7375         struct scan_control sc = {
7376                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
7377                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
7378                 .order = order,
7379                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
7380                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
7381                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
7382                 .may_swap = 1,
7383                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
7384         };
7385         unsigned long pflags;
7386
7387         trace_mm_vmscan_node_reclaim_begin(pgdat->node_id, order,
7388                                            sc.gfp_mask);
7389
7390         cond_resched();
7391         psi_memstall_enter(&pflags);
7392         delayacct_freepages_start();
7393         fs_reclaim_acquire(sc.gfp_mask);
7394         /*
7395          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
7396          */
7397         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
7398         set_task_reclaim_state(p, &sc.reclaim_state);
7399
7400         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages ||
7401             node_page_state_pages(pgdat, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) > pgdat->min_slab_pages) {
7402                 /*
7403                  * Free memory by calling shrink node with increasing
7404                  * priorities until we have enough memory freed.
7405                  */
7406                 do {
7407                         shrink_node(pgdat, &sc);
7408                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
7409         }
7410
7411         set_task_reclaim_state(p, NULL);
7412         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
7413         fs_reclaim_release(sc.gfp_mask);
7414         psi_memstall_leave(&pflags);
7415         delayacct_freepages_end();
7416
7417         trace_mm_vmscan_node_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
7418
7419         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
7420 }
7421
7422 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
7423 {
7424         int ret;
7425
7426         /*
7427          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
7428          * slab pages if we are over the defined limits.
7429          *
7430          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
7431          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
7432          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
7433          * if less than a specified percentage of the node is used by
7434          * unmapped file backed pages.
7435          */
7436         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
7437             node_page_state_pages(pgdat, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) <=
7438             pgdat->min_slab_pages)
7439                 return NODE_RECLAIM_FULL;
7440
7441         /*
7442          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
7443          */
7444         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
7445                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
7446
7447         /*
7448          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
7449          * have associated processors. This will favor the local processor
7450          * over remote processors and spread off node memory allocations
7451          * as wide as possible.
7452          */
7453         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
7454                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
7455
7456         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
7457                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
7458
7459         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
7460         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
7461
7462         if (!ret)
7463                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
7464
7465         return ret;
7466 }
7467 #endif
7468
7469 /**
7470  * check_move_unevictable_folios - Move evictable folios to appropriate zone
7471  * lru list
7472  * @fbatch: Batch of lru folios to check.
7473  *
7474  * Checks folios for evictability, if an evictable folio is in the unevictable
7475  * lru list, moves it to the appropriate evictable lru list. This function
7476  * should be only used for lru folios.
7477  */
7478 void check_move_unevictable_folios(struct folio_batch *fbatch)
7479 {
7480         struct lruvec *lruvec = NULL;
7481         int pgscanned = 0;
7482         int pgrescued = 0;
7483         int i;
7484
7485         for (i = 0; i < fbatch->nr; i++) {
7486                 struct folio *folio = fbatch->folios[i];
7487                 int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7488
7489                 pgscanned += nr_pages;
7490
7491                 /* block memcg migration while the folio moves between lrus */
7492                 if (!folio_test_clear_lru(folio))
7493                         continue;
7494
7495                 lruvec = folio_lruvec_relock_irq(folio, lruvec);
7496                 if (folio_evictable(folio) && folio_test_unevictable(folio)) {
7497                         lruvec_del_folio(lruvec, folio);
7498                         folio_clear_unevictable(folio);
7499                         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
7500                         pgrescued += nr_pages;
7501                 }
7502                 folio_set_lru(folio);
7503         }
7504
7505         if (lruvec) {
7506                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
7507                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
7508                 unlock_page_lruvec_irq(lruvec);
7509         } else if (pgscanned) {
7510                 count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
7511         }
7512 }
7513 EXPORT_SYMBOL_GPL(check_move_unevictable_folios);