memcg: infrastructure to flush memcg stats
[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 try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/pagevec.h>
48 #include <linux/prefetch.h>
49 #include <linux/printk.h>
50 #include <linux/dax.h>
51 #include <linux/psi.h>
52
53 #include <asm/tlbflush.h>
54 #include <asm/div64.h>
55
56 #include <linux/swapops.h>
57 #include <linux/balloon_compaction.h>
58
59 #include "internal.h"
60
61 #define CREATE_TRACE_POINTS
62 #include <trace/events/vmscan.h>
63
64 struct scan_control {
65         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
66         unsigned long nr_to_reclaim;
67
68         /*
69          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
70          * are scanned.
71          */
72         nodemask_t      *nodemask;
73
74         /*
75          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
76          * primary target of this reclaim invocation.
77          */
78         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
79
80         /*
81          * Scan pressure balancing between anon and file LRUs
82          */
83         unsigned long   anon_cost;
84         unsigned long   file_cost;
85
86         /* Can active pages be deactivated as part of reclaim? */
87 #define DEACTIVATE_ANON 1
88 #define DEACTIVATE_FILE 2
89         unsigned int may_deactivate:2;
90         unsigned int force_deactivate:1;
91         unsigned int skipped_deactivate:1;
92
93         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
94         unsigned int may_writepage:1;
95
96         /* Can mapped pages be reclaimed? */
97         unsigned int may_unmap:1;
98
99         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
100         unsigned int may_swap:1;
101
102         /*
103          * Cgroup memory below memory.low is protected as long as we
104          * don't threaten to OOM. If any cgroup is reclaimed at
105          * reduced force or passed over entirely due to its memory.low
106          * setting (memcg_low_skipped), and nothing is reclaimed as a
107          * result, then go back for one more cycle that reclaims the protected
108          * memory (memcg_low_reclaim) to avert OOM.
109          */
110         unsigned int memcg_low_reclaim:1;
111         unsigned int memcg_low_skipped:1;
112
113         unsigned int hibernation_mode:1;
114
115         /* One of the zones is ready for compaction */
116         unsigned int compaction_ready:1;
117
118         /* There is easily reclaimable cold cache in the current node */
119         unsigned int cache_trim_mode:1;
120
121         /* The file pages on the current node are dangerously low */
122         unsigned int file_is_tiny:1;
123
124         /* Allocation order */
125         s8 order;
126
127         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
128         s8 priority;
129
130         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
131         s8 reclaim_idx;
132
133         /* This context's GFP mask */
134         gfp_t gfp_mask;
135
136         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
137         unsigned long nr_scanned;
138
139         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
140         unsigned long nr_reclaimed;
141
142         struct {
143                 unsigned int dirty;
144                 unsigned int unqueued_dirty;
145                 unsigned int congested;
146                 unsigned int writeback;
147                 unsigned int immediate;
148                 unsigned int file_taken;
149                 unsigned int taken;
150         } nr;
151
152         /* for recording the reclaimed slab by now */
153         struct reclaim_state reclaim_state;
154 };
155
156 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
157 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
158         do {                                                            \
159                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
160                         struct page *prev;                              \
161                                                                         \
162                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
163                         prefetchw(&prev->_field);                       \
164                 }                                                       \
165         } while (0)
166 #else
167 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
168 #endif
169
170 /*
171  * From 0 .. 200.  Higher means more swappy.
172  */
173 int vm_swappiness = 60;
174
175 static void set_task_reclaim_state(struct task_struct *task,
176                                    struct reclaim_state *rs)
177 {
178         /* Check for an overwrite */
179         WARN_ON_ONCE(rs && task->reclaim_state);
180
181         /* Check for the nulling of an already-nulled member */
182         WARN_ON_ONCE(!rs && !task->reclaim_state);
183
184         task->reclaim_state = rs;
185 }
186
187 static LIST_HEAD(shrinker_list);
188 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
189
190 #ifdef CONFIG_MEMCG
191 static int shrinker_nr_max;
192
193 /* The shrinker_info is expanded in a batch of BITS_PER_LONG */
194 static inline int shrinker_map_size(int nr_items)
195 {
196         return (DIV_ROUND_UP(nr_items, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long));
197 }
198
199 static inline int shrinker_defer_size(int nr_items)
200 {
201         return (round_up(nr_items, BITS_PER_LONG) * sizeof(atomic_long_t));
202 }
203
204 static struct shrinker_info *shrinker_info_protected(struct mem_cgroup *memcg,
205                                                      int nid)
206 {
207         return rcu_dereference_protected(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_info,
208                                          lockdep_is_held(&shrinker_rwsem));
209 }
210
211 static int expand_one_shrinker_info(struct mem_cgroup *memcg,
212                                     int map_size, int defer_size,
213                                     int old_map_size, int old_defer_size)
214 {
215         struct shrinker_info *new, *old;
216         struct mem_cgroup_per_node *pn;
217         int nid;
218         int size = map_size + defer_size;
219
220         for_each_node(nid) {
221                 pn = memcg->nodeinfo[nid];
222                 old = shrinker_info_protected(memcg, nid);
223                 /* Not yet online memcg */
224                 if (!old)
225                         return 0;
226
227                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
228                 if (!new)
229                         return -ENOMEM;
230
231                 new->nr_deferred = (atomic_long_t *)(new + 1);
232                 new->map = (void *)new->nr_deferred + defer_size;
233
234                 /* map: set all old bits, clear all new bits */
235                 memset(new->map, (int)0xff, old_map_size);
236                 memset((void *)new->map + old_map_size, 0, map_size - old_map_size);
237                 /* nr_deferred: copy old values, clear all new values */
238                 memcpy(new->nr_deferred, old->nr_deferred, old_defer_size);
239                 memset((void *)new->nr_deferred + old_defer_size, 0,
240                        defer_size - old_defer_size);
241
242                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_info, new);
243                 kvfree_rcu(old, rcu);
244         }
245
246         return 0;
247 }
248
249 void free_shrinker_info(struct mem_cgroup *memcg)
250 {
251         struct mem_cgroup_per_node *pn;
252         struct shrinker_info *info;
253         int nid;
254
255         for_each_node(nid) {
256                 pn = memcg->nodeinfo[nid];
257                 info = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_info, true);
258                 kvfree(info);
259                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_info, NULL);
260         }
261 }
262
263 int alloc_shrinker_info(struct mem_cgroup *memcg)
264 {
265         struct shrinker_info *info;
266         int nid, size, ret = 0;
267         int map_size, defer_size = 0;
268
269         down_write(&shrinker_rwsem);
270         map_size = shrinker_map_size(shrinker_nr_max);
271         defer_size = shrinker_defer_size(shrinker_nr_max);
272         size = map_size + defer_size;
273         for_each_node(nid) {
274                 info = kvzalloc_node(sizeof(*info) + size, GFP_KERNEL, nid);
275                 if (!info) {
276                         free_shrinker_info(memcg);
277                         ret = -ENOMEM;
278                         break;
279                 }
280                 info->nr_deferred = (atomic_long_t *)(info + 1);
281                 info->map = (void *)info->nr_deferred + defer_size;
282                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_info, info);
283         }
284         up_write(&shrinker_rwsem);
285
286         return ret;
287 }
288
289 static inline bool need_expand(int nr_max)
290 {
291         return round_up(nr_max, BITS_PER_LONG) >
292                round_up(shrinker_nr_max, BITS_PER_LONG);
293 }
294
295 static int expand_shrinker_info(int new_id)
296 {
297         int ret = 0;
298         int new_nr_max = new_id + 1;
299         int map_size, defer_size = 0;
300         int old_map_size, old_defer_size = 0;
301         struct mem_cgroup *memcg;
302
303         if (!need_expand(new_nr_max))
304                 goto out;
305
306         if (!root_mem_cgroup)
307                 goto out;
308
309         lockdep_assert_held(&shrinker_rwsem);
310
311         map_size = shrinker_map_size(new_nr_max);
312         defer_size = shrinker_defer_size(new_nr_max);
313         old_map_size = shrinker_map_size(shrinker_nr_max);
314         old_defer_size = shrinker_defer_size(shrinker_nr_max);
315
316         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
317         do {
318                 ret = expand_one_shrinker_info(memcg, map_size, defer_size,
319                                                old_map_size, old_defer_size);
320                 if (ret) {
321                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
322                         goto out;
323                 }
324         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
325 out:
326         if (!ret)
327                 shrinker_nr_max = new_nr_max;
328
329         return ret;
330 }
331
332 void set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
333 {
334         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
335                 struct shrinker_info *info;
336
337                 rcu_read_lock();
338                 info = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_info);
339                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
340                 smp_mb__before_atomic();
341                 set_bit(shrinker_id, info->map);
342                 rcu_read_unlock();
343         }
344 }
345
346 static DEFINE_IDR(shrinker_idr);
347
348 static int prealloc_memcg_shrinker(struct shrinker *shrinker)
349 {
350         int id, ret = -ENOMEM;
351
352         if (mem_cgroup_disabled())
353                 return -ENOSYS;
354
355         down_write(&shrinker_rwsem);
356         /* This may call shrinker, so it must use down_read_trylock() */
357         id = idr_alloc(&shrinker_idr, shrinker, 0, 0, GFP_KERNEL);
358         if (id < 0)
359                 goto unlock;
360
361         if (id >= shrinker_nr_max) {
362                 if (expand_shrinker_info(id)) {
363                         idr_remove(&shrinker_idr, id);
364                         goto unlock;
365                 }
366         }
367         shrinker->id = id;
368         ret = 0;
369 unlock:
370         up_write(&shrinker_rwsem);
371         return ret;
372 }
373
374 static void unregister_memcg_shrinker(struct shrinker *shrinker)
375 {
376         int id = shrinker->id;
377
378         BUG_ON(id < 0);
379
380         lockdep_assert_held(&shrinker_rwsem);
381
382         idr_remove(&shrinker_idr, id);
383 }
384
385 static long xchg_nr_deferred_memcg(int nid, struct shrinker *shrinker,
386                                    struct mem_cgroup *memcg)
387 {
388         struct shrinker_info *info;
389
390         info = shrinker_info_protected(memcg, nid);
391         return atomic_long_xchg(&info->nr_deferred[shrinker->id], 0);
392 }
393
394 static long add_nr_deferred_memcg(long nr, int nid, struct shrinker *shrinker,
395                                   struct mem_cgroup *memcg)
396 {
397         struct shrinker_info *info;
398
399         info = shrinker_info_protected(memcg, nid);
400         return atomic_long_add_return(nr, &info->nr_deferred[shrinker->id]);
401 }
402
403 void reparent_shrinker_deferred(struct mem_cgroup *memcg)
404 {
405         int i, nid;
406         long nr;
407         struct mem_cgroup *parent;
408         struct shrinker_info *child_info, *parent_info;
409
410         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
411         if (!parent)
412                 parent = root_mem_cgroup;
413
414         /* Prevent from concurrent shrinker_info expand */
415         down_read(&shrinker_rwsem);
416         for_each_node(nid) {
417                 child_info = shrinker_info_protected(memcg, nid);
418                 parent_info = shrinker_info_protected(parent, nid);
419                 for (i = 0; i < shrinker_nr_max; i++) {
420                         nr = atomic_long_read(&child_info->nr_deferred[i]);
421                         atomic_long_add(nr, &parent_info->nr_deferred[i]);
422                 }
423         }
424         up_read(&shrinker_rwsem);
425 }
426
427 static bool cgroup_reclaim(struct scan_control *sc)
428 {
429         return sc->target_mem_cgroup;
430 }
431
432 /**
433  * writeback_throttling_sane - is the usual dirty throttling mechanism available?
434  * @sc: scan_control in question
435  *
436  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
437  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
438  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
439  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
440  * allocation and configurability.
441  *
442  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
443  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
444  */
445 static bool writeback_throttling_sane(struct scan_control *sc)
446 {
447         if (!cgroup_reclaim(sc))
448                 return true;
449 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
450         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
451                 return true;
452 #endif
453         return false;
454 }
455 #else
456 static int prealloc_memcg_shrinker(struct shrinker *shrinker)
457 {
458         return -ENOSYS;
459 }
460
461 static void unregister_memcg_shrinker(struct shrinker *shrinker)
462 {
463 }
464
465 static long xchg_nr_deferred_memcg(int nid, struct shrinker *shrinker,
466                                    struct mem_cgroup *memcg)
467 {
468         return 0;
469 }
470
471 static long add_nr_deferred_memcg(long nr, int nid, struct shrinker *shrinker,
472                                   struct mem_cgroup *memcg)
473 {
474         return 0;
475 }
476
477 static bool cgroup_reclaim(struct scan_control *sc)
478 {
479         return false;
480 }
481
482 static bool writeback_throttling_sane(struct scan_control *sc)
483 {
484         return true;
485 }
486 #endif
487
488 static long xchg_nr_deferred(struct shrinker *shrinker,
489                              struct shrink_control *sc)
490 {
491         int nid = sc->nid;
492
493         if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
494                 nid = 0;
495
496         if (sc->memcg &&
497             (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
498                 return xchg_nr_deferred_memcg(nid, shrinker,
499                                               sc->memcg);
500
501         return atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
502 }
503
504
505 static long add_nr_deferred(long nr, struct shrinker *shrinker,
506                             struct shrink_control *sc)
507 {
508         int nid = sc->nid;
509
510         if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
511                 nid = 0;
512
513         if (sc->memcg &&
514             (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
515                 return add_nr_deferred_memcg(nr, nid, shrinker,
516                                              sc->memcg);
517
518         return atomic_long_add_return(nr, &shrinker->nr_deferred[nid]);
519 }
520
521 /*
522  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
523  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
524  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
525  */
526 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
527 {
528         unsigned long nr;
529
530         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
531                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
532         if (get_nr_swap_pages() > 0)
533                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
534                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
535
536         return nr;
537 }
538
539 /**
540  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
541  * @lruvec: lru vector
542  * @lru: lru to use
543  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
544  */
545 static unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
546                                      int zone_idx)
547 {
548         unsigned long size = 0;
549         int zid;
550
551         for (zid = 0; zid <= zone_idx && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
552                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
553
554                 if (!managed_zone(zone))
555                         continue;
556
557                 if (!mem_cgroup_disabled())
558                         size += mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
559                 else
560                         size += zone_page_state(zone, NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
561         }
562         return size;
563 }
564
565 /*
566  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
567  */
568 int prealloc_shrinker(struct shrinker *shrinker)
569 {
570         unsigned int size;
571         int err;
572
573         if (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE) {
574                 err = prealloc_memcg_shrinker(shrinker);
575                 if (err != -ENOSYS)
576                         return err;
577
578                 shrinker->flags &= ~SHRINKER_MEMCG_AWARE;
579         }
580
581         size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
582         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
583                 size *= nr_node_ids;
584
585         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
586         if (!shrinker->nr_deferred)
587                 return -ENOMEM;
588
589         return 0;
590 }
591
592 void free_prealloced_shrinker(struct shrinker *shrinker)
593 {
594         if (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE) {
595                 down_write(&shrinker_rwsem);
596                 unregister_memcg_shrinker(shrinker);
597                 up_write(&shrinker_rwsem);
598                 return;
599         }
600
601         kfree(shrinker->nr_deferred);
602         shrinker->nr_deferred = NULL;
603 }
604
605 void register_shrinker_prepared(struct shrinker *shrinker)
606 {
607         down_write(&shrinker_rwsem);
608         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
609         shrinker->flags |= SHRINKER_REGISTERED;
610         up_write(&shrinker_rwsem);
611 }
612
613 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
614 {
615         int err = prealloc_shrinker(shrinker);
616
617         if (err)
618                 return err;
619         register_shrinker_prepared(shrinker);
620         return 0;
621 }
622 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
623
624 /*
625  * Remove one
626  */
627 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
628 {
629         if (!(shrinker->flags & SHRINKER_REGISTERED))
630                 return;
631
632         down_write(&shrinker_rwsem);
633         list_del(&shrinker->list);
634         shrinker->flags &= ~SHRINKER_REGISTERED;
635         if (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE)
636                 unregister_memcg_shrinker(shrinker);
637         up_write(&shrinker_rwsem);
638
639         kfree(shrinker->nr_deferred);
640         shrinker->nr_deferred = NULL;
641 }
642 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
643
644 #define SHRINK_BATCH 128
645
646 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
647                                     struct shrinker *shrinker, int priority)
648 {
649         unsigned long freed = 0;
650         unsigned long long delta;
651         long total_scan;
652         long freeable;
653         long nr;
654         long new_nr;
655         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
656                                           : SHRINK_BATCH;
657         long scanned = 0, next_deferred;
658
659         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
660         if (freeable == 0 || freeable == SHRINK_EMPTY)
661                 return freeable;
662
663         /*
664          * copy the current shrinker scan count into a local variable
665          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
666          * don't also do this scanning work.
667          */
668         nr = xchg_nr_deferred(shrinker, shrinkctl);
669
670         if (shrinker->seeks) {
671                 delta = freeable >> priority;
672                 delta *= 4;
673                 do_div(delta, shrinker->seeks);
674         } else {
675                 /*
676                  * These objects don't require any IO to create. Trim
677                  * them aggressively under memory pressure to keep
678                  * them from causing refetches in the IO caches.
679                  */
680                 delta = freeable / 2;
681         }
682
683         total_scan = nr >> priority;
684         total_scan += delta;
685         total_scan = min(total_scan, (2 * freeable));
686
687         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
688                                    freeable, delta, total_scan, priority);
689
690         /*
691          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
692          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
693          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
694          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
695          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
696          * objects spread over several slabs with usage less than the
697          * batch_size.
698          *
699          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
700          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
701          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
702          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
703          * possible.
704          */
705         while (total_scan >= batch_size ||
706                total_scan >= freeable) {
707                 unsigned long ret;
708                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
709
710                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
711                 shrinkctl->nr_scanned = nr_to_scan;
712                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
713                 if (ret == SHRINK_STOP)
714                         break;
715                 freed += ret;
716
717                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, shrinkctl->nr_scanned);
718                 total_scan -= shrinkctl->nr_scanned;
719                 scanned += shrinkctl->nr_scanned;
720
721                 cond_resched();
722         }
723
724         /*
725          * The deferred work is increased by any new work (delta) that wasn't
726          * done, decreased by old deferred work that was done now.
727          *
728          * And it is capped to two times of the freeable items.
729          */
730         next_deferred = max_t(long, (nr + delta - scanned), 0);
731         next_deferred = min(next_deferred, (2 * freeable));
732
733         /*
734          * move the unused scan count back into the shrinker in a
735          * manner that handles concurrent updates.
736          */
737         new_nr = add_nr_deferred(next_deferred, shrinker, shrinkctl);
738
739         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, shrinkctl->nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
740         return freed;
741 }
742
743 #ifdef CONFIG_MEMCG
744 static unsigned long shrink_slab_memcg(gfp_t gfp_mask, int nid,
745                         struct mem_cgroup *memcg, int priority)
746 {
747         struct shrinker_info *info;
748         unsigned long ret, freed = 0;
749         int i;
750
751         if (!mem_cgroup_online(memcg))
752                 return 0;
753
754         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem))
755                 return 0;
756
757         info = shrinker_info_protected(memcg, nid);
758         if (unlikely(!info))
759                 goto unlock;
760
761         for_each_set_bit(i, info->map, shrinker_nr_max) {
762                 struct shrink_control sc = {
763                         .gfp_mask = gfp_mask,
764                         .nid = nid,
765                         .memcg = memcg,
766                 };
767                 struct shrinker *shrinker;
768
769                 shrinker = idr_find(&shrinker_idr, i);
770                 if (unlikely(!shrinker || !(shrinker->flags & SHRINKER_REGISTERED))) {
771                         if (!shrinker)
772                                 clear_bit(i, info->map);
773                         continue;
774                 }
775
776                 /* Call non-slab shrinkers even though kmem is disabled */
777                 if (!memcg_kmem_enabled() &&
778                     !(shrinker->flags & SHRINKER_NONSLAB))
779                         continue;
780
781                 ret = do_shrink_slab(&sc, shrinker, priority);
782                 if (ret == SHRINK_EMPTY) {
783                         clear_bit(i, info->map);
784                         /*
785                          * After the shrinker reported that it had no objects to
786                          * free, but before we cleared the corresponding bit in
787                          * the memcg shrinker map, a new object might have been
788                          * added. To make sure, we have the bit set in this
789                          * case, we invoke the shrinker one more time and reset
790                          * the bit if it reports that it is not empty anymore.
791                          * The memory barrier here pairs with the barrier in
792                          * set_shrinker_bit():
793                          *
794                          * list_lru_add()     shrink_slab_memcg()
795                          *   list_add_tail()    clear_bit()
796                          *   <MB>               <MB>
797                          *   set_bit()          do_shrink_slab()
798                          */
799                         smp_mb__after_atomic();
800                         ret = do_shrink_slab(&sc, shrinker, priority);
801                         if (ret == SHRINK_EMPTY)
802                                 ret = 0;
803                         else
804                                 set_shrinker_bit(memcg, nid, i);
805                 }
806                 freed += ret;
807
808                 if (rwsem_is_contended(&shrinker_rwsem)) {
809                         freed = freed ? : 1;
810                         break;
811                 }
812         }
813 unlock:
814         up_read(&shrinker_rwsem);
815         return freed;
816 }
817 #else /* CONFIG_MEMCG */
818 static unsigned long shrink_slab_memcg(gfp_t gfp_mask, int nid,
819                         struct mem_cgroup *memcg, int priority)
820 {
821         return 0;
822 }
823 #endif /* CONFIG_MEMCG */
824
825 /**
826  * shrink_slab - shrink slab caches
827  * @gfp_mask: allocation context
828  * @nid: node whose slab caches to target
829  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
830  * @priority: the reclaim priority
831  *
832  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
833  *
834  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
835  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
836  *
837  * @memcg specifies the memory cgroup to target. Unaware shrinkers
838  * are called only if it is the root cgroup.
839  *
840  * @priority is sc->priority, we take the number of objects and >> by priority
841  * in order to get the scan target.
842  *
843  * Returns the number of reclaimed slab objects.
844  */
845 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
846                                  struct mem_cgroup *memcg,
847                                  int priority)
848 {
849         unsigned long ret, freed = 0;
850         struct shrinker *shrinker;
851
852         /*
853          * The root memcg might be allocated even though memcg is disabled
854          * via "cgroup_disable=memory" boot parameter.  This could make
855          * mem_cgroup_is_root() return false, then just run memcg slab
856          * shrink, but skip global shrink.  This may result in premature
857          * oom.
858          */
859         if (!mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg))
860                 return shrink_slab_memcg(gfp_mask, nid, memcg, priority);
861
862         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem))
863                 goto out;
864
865         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
866                 struct shrink_control sc = {
867                         .gfp_mask = gfp_mask,
868                         .nid = nid,
869                         .memcg = memcg,
870                 };
871
872                 ret = do_shrink_slab(&sc, shrinker, priority);
873                 if (ret == SHRINK_EMPTY)
874                         ret = 0;
875                 freed += ret;
876                 /*
877                  * Bail out if someone want to register a new shrinker to
878                  * prevent the registration from being stalled for long periods
879                  * by parallel ongoing shrinking.
880                  */
881                 if (rwsem_is_contended(&shrinker_rwsem)) {
882                         freed = freed ? : 1;
883                         break;
884                 }
885         }
886
887         up_read(&shrinker_rwsem);
888 out:
889         cond_resched();
890         return freed;
891 }
892
893 void drop_slab_node(int nid)
894 {
895         unsigned long freed;
896
897         do {
898                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
899
900                 if (fatal_signal_pending(current))
901                         return;
902
903                 freed = 0;
904                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
905                 do {
906                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg, 0);
907                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
908         } while (freed > 10);
909 }
910
911 void drop_slab(void)
912 {
913         int nid;
914
915         for_each_online_node(nid)
916                 drop_slab_node(nid);
917 }
918
919 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
920 {
921         /*
922          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
923          * that isolated the page, the page cache and optional buffer
924          * heads at page->private.
925          */
926         int page_cache_pins = thp_nr_pages(page);
927         return page_count(page) - page_has_private(page) == 1 + page_cache_pins;
928 }
929
930 static int may_write_to_inode(struct inode *inode)
931 {
932         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
933                 return 1;
934         if (!inode_write_congested(inode))
935                 return 1;
936         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
937                 return 1;
938         return 0;
939 }
940
941 /*
942  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
943  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
944  * fsync(), msync() or close().
945  *
946  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
947  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
948  * that page is locked, the mapping is pinned.
949  *
950  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
951  * __GFP_FS.
952  */
953 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
954                                 struct page *page, int error)
955 {
956         lock_page(page);
957         if (page_mapping(page) == mapping)
958                 mapping_set_error(mapping, error);
959         unlock_page(page);
960 }
961
962 /* possible outcome of pageout() */
963 typedef enum {
964         /* failed to write page out, page is locked */
965         PAGE_KEEP,
966         /* move page to the active list, page is locked */
967         PAGE_ACTIVATE,
968         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
969         PAGE_SUCCESS,
970         /* page is clean and locked */
971         PAGE_CLEAN,
972 } pageout_t;
973
974 /*
975  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
976  * Calls ->writepage().
977  */
978 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping)
979 {
980         /*
981          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
982          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
983          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
984          * stalls if we need to run get_block().  We could test
985          * PagePrivate for that.
986          *
987          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
988          * this page's queue, we can perform writeback even if that
989          * will block.
990          *
991          * If the page is swapcache, write it back even if that would
992          * block, for some throttling. This happens by accident, because
993          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
994          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
995          */
996         if (!is_page_cache_freeable(page))
997                 return PAGE_KEEP;
998         if (!mapping) {
999                 /*
1000                  * Some data journaling orphaned pages can have
1001                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
1002                  */
1003                 if (page_has_private(page)) {
1004                         if (try_to_free_buffers(page)) {
1005                                 ClearPageDirty(page);
1006                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
1007                                 return PAGE_CLEAN;
1008                         }
1009                 }
1010                 return PAGE_KEEP;
1011         }
1012         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
1013                 return PAGE_ACTIVATE;
1014         if (!may_write_to_inode(mapping->host))
1015                 return PAGE_KEEP;
1016
1017         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
1018                 int res;
1019                 struct writeback_control wbc = {
1020                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
1021                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
1022                         .range_start = 0,
1023                         .range_end = LLONG_MAX,
1024                         .for_reclaim = 1,
1025                 };
1026
1027                 SetPageReclaim(page);
1028                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
1029                 if (res < 0)
1030                         handle_write_error(mapping, page, res);
1031                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
1032                         ClearPageReclaim(page);
1033                         return PAGE_ACTIVATE;
1034                 }
1035
1036                 if (!PageWriteback(page)) {
1037                         /* synchronous write or broken a_ops? */
1038                         ClearPageReclaim(page);
1039                 }
1040                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
1041                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
1042                 return PAGE_SUCCESS;
1043         }
1044
1045         return PAGE_CLEAN;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
1050  * gets returned with a refcount of 0.
1051  */
1052 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
1053                             bool reclaimed, struct mem_cgroup *target_memcg)
1054 {
1055         int refcount;
1056         void *shadow = NULL;
1057
1058         BUG_ON(!PageLocked(page));
1059         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
1060
1061         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
1062         /*
1063          * The non racy check for a busy page.
1064          *
1065          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
1066          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
1067          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
1068          * here, then the following race may occur:
1069          *
1070          * get_user_pages(&page);
1071          * [user mapping goes away]
1072          * write_to(page);
1073          *                              !PageDirty(page)    [good]
1074          * SetPageDirty(page);
1075          * put_page(page);
1076          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
1077          *
1078          * [oops, our write_to data is lost]
1079          *
1080          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
1081          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
1082          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
1083          *
1084          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
1085          * and thus under the i_pages lock, then this ordering is not required.
1086          */
1087         refcount = 1 + compound_nr(page);
1088         if (!page_ref_freeze(page, refcount))
1089                 goto cannot_free;
1090         /* note: atomic_cmpxchg in page_ref_freeze provides the smp_rmb */
1091         if (unlikely(PageDirty(page))) {
1092                 page_ref_unfreeze(page, refcount);
1093                 goto cannot_free;
1094         }
1095
1096         if (PageSwapCache(page)) {
1097                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
1098                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
1099                 if (reclaimed && !mapping_exiting(mapping))
1100                         shadow = workingset_eviction(page, target_memcg);
1101                 __delete_from_swap_cache(page, swap, shadow);
1102                 xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
1103                 put_swap_page(page, swap);
1104         } else {
1105                 void (*freepage)(struct page *);
1106
1107                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
1108                 /*
1109                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
1110                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
1111                  *
1112                  * But don't store shadows in an address space that is
1113                  * already exiting.  This is not just an optimization,
1114                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
1115                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
1116                  * back.
1117                  *
1118                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
1119                  * only page cache pages found in these are zero pages
1120                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
1121                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
1122                  * same address_space.
1123                  */
1124                 if (reclaimed && page_is_file_lru(page) &&
1125                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
1126                         shadow = workingset_eviction(page, target_memcg);
1127                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
1128                 xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
1129
1130                 if (freepage != NULL)
1131                         freepage(page);
1132         }
1133
1134         return 1;
1135
1136 cannot_free:
1137         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
1138         return 0;
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
1143  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
1144  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
1145  * this page.
1146  */
1147 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
1148 {
1149         if (__remove_mapping(mapping, page, false, NULL)) {
1150                 /*
1151                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
1152                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
1153                  * atomic operation.
1154                  */
1155                 page_ref_unfreeze(page, 1);
1156                 return 1;
1157         }
1158         return 0;
1159 }
1160
1161 /**
1162  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
1163  * @page: page to be put back to appropriate lru list
1164  *
1165  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
1166  * Page may still be unevictable for other reasons.
1167  *
1168  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
1169  */
1170 void putback_lru_page(struct page *page)
1171 {
1172         lru_cache_add(page);
1173         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
1174 }
1175
1176 enum page_references {
1177         PAGEREF_RECLAIM,
1178         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
1179         PAGEREF_KEEP,
1180         PAGEREF_ACTIVATE,
1181 };
1182
1183 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
1184                                                   struct scan_control *sc)
1185 {
1186         int referenced_ptes, referenced_page;
1187         unsigned long vm_flags;
1188
1189         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
1190                                           &vm_flags);
1191         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
1192
1193         /*
1194          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
1195          * move the page to the unevictable list.
1196          */
1197         if (vm_flags & VM_LOCKED)
1198                 return PAGEREF_RECLAIM;
1199
1200         if (referenced_ptes) {
1201                 /*
1202                  * All mapped pages start out with page table
1203                  * references from the instantiating fault, so we need
1204                  * to look twice if a mapped file page is used more
1205                  * than once.
1206                  *
1207                  * Mark it and spare it for another trip around the
1208                  * inactive list.  Another page table reference will
1209                  * lead to its activation.
1210                  *
1211                  * Note: the mark is set for activated pages as well
1212                  * so that recently deactivated but used pages are
1213                  * quickly recovered.
1214                  */
1215                 SetPageReferenced(page);
1216
1217                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
1218                         return PAGEREF_ACTIVATE;
1219
1220                 /*
1221                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
1222                  */
1223                 if ((vm_flags & VM_EXEC) && !PageSwapBacked(page))
1224                         return PAGEREF_ACTIVATE;
1225
1226                 return PAGEREF_KEEP;
1227         }
1228
1229         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
1230         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
1231                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
1232
1233         return PAGEREF_RECLAIM;
1234 }
1235
1236 /* Check if a page is dirty or under writeback */
1237 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
1238                                        bool *dirty, bool *writeback)
1239 {
1240         struct address_space *mapping;
1241
1242         /*
1243          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
1244          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
1245          */
1246         if (!page_is_file_lru(page) ||
1247             (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page))) {
1248                 *dirty = false;
1249                 *writeback = false;
1250                 return;
1251         }
1252
1253         /* By default assume that the page flags are accurate */
1254         *dirty = PageDirty(page);
1255         *writeback = PageWriteback(page);
1256
1257         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
1258         if (!page_has_private(page))
1259                 return;
1260
1261         mapping = page_mapping(page);
1262         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
1263                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
1268  */
1269 static unsigned int shrink_page_list(struct list_head *page_list,
1270                                      struct pglist_data *pgdat,
1271                                      struct scan_control *sc,
1272                                      struct reclaim_stat *stat,
1273                                      bool ignore_references)
1274 {
1275         LIST_HEAD(ret_pages);
1276         LIST_HEAD(free_pages);
1277         unsigned int nr_reclaimed = 0;
1278         unsigned int pgactivate = 0;
1279
1280         memset(stat, 0, sizeof(*stat));
1281         cond_resched();
1282
1283         while (!list_empty(page_list)) {
1284                 struct address_space *mapping;
1285                 struct page *page;
1286                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM;
1287                 bool dirty, writeback, may_enter_fs;
1288                 unsigned int nr_pages;
1289
1290                 cond_resched();
1291
1292                 page = lru_to_page(page_list);
1293                 list_del(&page->lru);
1294
1295                 if (!trylock_page(page))
1296                         goto keep;
1297
1298                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1299
1300                 nr_pages = compound_nr(page);
1301
1302                 /* Account the number of base pages even though THP */
1303                 sc->nr_scanned += nr_pages;
1304
1305                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
1306                         goto activate_locked;
1307
1308                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
1309                         goto keep_locked;
1310
1311                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
1312                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
1313
1314                 /*
1315                  * The number of dirty pages determines if a node is marked
1316                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1317                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1318                  * is all dirty unqueued pages.
1319                  */
1320                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1321                 if (dirty || writeback)
1322                         stat->nr_dirty++;
1323
1324                 if (dirty && !writeback)
1325                         stat->nr_unqueued_dirty++;
1326
1327                 /*
1328                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1329                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1330                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1331                  * end of the LRU a second time.
1332                  */
1333                 mapping = page_mapping(page);
1334                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1335                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1336                     (writeback && PageReclaim(page)))
1337                         stat->nr_congested++;
1338
1339                 /*
1340                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1341                  * are three cases to consider.
1342                  *
1343                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1344                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1345                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1346                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1347                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1348                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1349                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1350                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1351                  *    caller can stall after page list has been processed.
1352                  *
1353                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1354                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1355                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1356                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1357                  *    reclaim and continue scanning.
1358                  *
1359                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1360                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1361                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1362                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1363                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1364                  *    would probably show more reasons.
1365                  *
1366                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1367                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1368                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1369                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1370                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1371                  *
1372                  * In cases 1) and 2) we activate the pages to get them out of
1373                  * the way while we continue scanning for clean pages on the
1374                  * inactive list and refilling from the active list. The
1375                  * observation here is that waiting for disk writes is more
1376                  * expensive than potentially causing reloads down the line.
1377                  * Since they're marked for immediate reclaim, they won't put
1378                  * memory pressure on the cache working set any longer than it
1379                  * takes to write them to disk.
1380                  */
1381                 if (PageWriteback(page)) {
1382                         /* Case 1 above */
1383                         if (current_is_kswapd() &&
1384                             PageReclaim(page) &&
1385                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1386                                 stat->nr_immediate++;
1387                                 goto activate_locked;
1388
1389                         /* Case 2 above */
1390                         } else if (writeback_throttling_sane(sc) ||
1391                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1392                                 /*
1393                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1394                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1395                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1396                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1397                                  * enough to care.  What we do want is for this
1398                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1399                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1400                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1401                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1402                                  */
1403                                 SetPageReclaim(page);
1404                                 stat->nr_writeback++;
1405                                 goto activate_locked;
1406
1407                         /* Case 3 above */
1408                         } else {
1409                                 unlock_page(page);
1410                                 wait_on_page_writeback(page);
1411                                 /* then go back and try same page again */
1412                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1413                                 continue;
1414                         }
1415                 }
1416
1417                 if (!ignore_references)
1418                         references = page_check_references(page, sc);
1419
1420                 switch (references) {
1421                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1422                         goto activate_locked;
1423                 case PAGEREF_KEEP:
1424                         stat->nr_ref_keep += nr_pages;
1425                         goto keep_locked;
1426                 case PAGEREF_RECLAIM:
1427                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1428                         ; /* try to reclaim the page below */
1429                 }
1430
1431                 /*
1432                  * Anonymous process memory has backing store?
1433                  * Try to allocate it some swap space here.
1434                  * Lazyfree page could be freed directly
1435                  */
1436                 if (PageAnon(page) && PageSwapBacked(page)) {
1437                         if (!PageSwapCache(page)) {
1438                                 if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1439                                         goto keep_locked;
1440                                 if (page_maybe_dma_pinned(page))
1441                                         goto keep_locked;
1442                                 if (PageTransHuge(page)) {
1443                                         /* cannot split THP, skip it */
1444                                         if (!can_split_huge_page(page, NULL))
1445                                                 goto activate_locked;
1446                                         /*
1447                                          * Split pages without a PMD map right
1448                                          * away. Chances are some or all of the
1449                                          * tail pages can be freed without IO.
1450                                          */
1451                                         if (!compound_mapcount(page) &&
1452                                             split_huge_page_to_list(page,
1453                                                                     page_list))
1454                                                 goto activate_locked;
1455                                 }
1456                                 if (!add_to_swap(page)) {
1457                                         if (!PageTransHuge(page))
1458                                                 goto activate_locked_split;
1459                                         /* Fallback to swap normal pages */
1460                                         if (split_huge_page_to_list(page,
1461                                                                     page_list))
1462                                                 goto activate_locked;
1463 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1464                                         count_vm_event(THP_SWPOUT_FALLBACK);
1465 #endif
1466                                         if (!add_to_swap(page))
1467                                                 goto activate_locked_split;
1468                                 }
1469
1470                                 may_enter_fs = true;
1471
1472                                 /* Adding to swap updated mapping */
1473                                 mapping = page_mapping(page);
1474                         }
1475                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1476                         /* Split file THP */
1477                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1478                                 goto keep_locked;
1479                 }
1480
1481                 /*
1482                  * THP may get split above, need minus tail pages and update
1483                  * nr_pages to avoid accounting tail pages twice.
1484                  *
1485                  * The tail pages that are added into swap cache successfully
1486                  * reach here.
1487                  */
1488                 if ((nr_pages > 1) && !PageTransHuge(page)) {
1489                         sc->nr_scanned -= (nr_pages - 1);
1490                         nr_pages = 1;
1491                 }
1492
1493                 /*
1494                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1495                  * processes. Try to unmap it here.
1496                  */
1497                 if (page_mapped(page)) {
1498                         enum ttu_flags flags = TTU_BATCH_FLUSH;
1499                         bool was_swapbacked = PageSwapBacked(page);
1500
1501                         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
1502                                 flags |= TTU_SPLIT_HUGE_PMD;
1503
1504                         try_to_unmap(page, flags);
1505                         if (page_mapped(page)) {
1506                                 stat->nr_unmap_fail += nr_pages;
1507                                 if (!was_swapbacked && PageSwapBacked(page))
1508                                         stat->nr_lazyfree_fail += nr_pages;
1509                                 goto activate_locked;
1510                         }
1511                 }
1512
1513                 if (PageDirty(page)) {
1514                         /*
1515                          * Only kswapd can writeback filesystem pages
1516                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1517                          * injecting inefficient single-page IO into
1518                          * flusher writeback as much as possible: only
1519                          * write pages when we've encountered many
1520                          * dirty pages, and when we've already scanned
1521                          * the rest of the LRU for clean pages and see
1522                          * the same dirty pages again (PageReclaim).
1523                          */
1524                         if (page_is_file_lru(page) &&
1525                             (!current_is_kswapd() || !PageReclaim(page) ||
1526                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1527                                 /*
1528                                  * Immediately reclaim when written back.
1529                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1530                                  * except we already have the page isolated
1531                                  * and know it's dirty
1532                                  */
1533                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1534                                 SetPageReclaim(page);
1535
1536                                 goto activate_locked;
1537                         }
1538
1539                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1540                                 goto keep_locked;
1541                         if (!may_enter_fs)
1542                                 goto keep_locked;
1543                         if (!sc->may_writepage)
1544                                 goto keep_locked;
1545
1546                         /*
1547                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1548                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1549                          * starts and then write it out here.
1550                          */
1551                         try_to_unmap_flush_dirty();
1552                         switch (pageout(page, mapping)) {
1553                         case PAGE_KEEP:
1554                                 goto keep_locked;
1555                         case PAGE_ACTIVATE:
1556                                 goto activate_locked;
1557                         case PAGE_SUCCESS:
1558                                 stat->nr_pageout += thp_nr_pages(page);
1559
1560                                 if (PageWriteback(page))
1561                                         goto keep;
1562                                 if (PageDirty(page))
1563                                         goto keep;
1564
1565                                 /*
1566                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1567                                  * ahead and try to reclaim the page.
1568                                  */
1569                                 if (!trylock_page(page))
1570                                         goto keep;
1571                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1572                                         goto keep_locked;
1573                                 mapping = page_mapping(page);
1574                                 fallthrough;
1575                         case PAGE_CLEAN:
1576                                 ; /* try to free the page below */
1577                         }
1578                 }
1579
1580                 /*
1581                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1582                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1583                  * the page as well.
1584                  *
1585                  * We do this even if the page is PageDirty().
1586                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1587                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1588                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1589                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1590                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1591                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1592                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1593                  *
1594                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1595                  * the pages which were not successfully invalidated in
1596                  * truncate_cleanup_page().  We try to drop those buffers here
1597                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1598                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1599                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1600                  */
1601                 if (page_has_private(page)) {
1602                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1603                                 goto activate_locked;
1604                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1605                                 unlock_page(page);
1606                                 if (put_page_testzero(page))
1607                                         goto free_it;
1608                                 else {
1609                                         /*
1610                                          * rare race with speculative reference.
1611                                          * the speculative reference will free
1612                                          * this page shortly, so we may
1613                                          * increment nr_reclaimed here (and
1614                                          * leave it off the LRU).
1615                                          */
1616                                         nr_reclaimed++;
1617                                         continue;
1618                                 }
1619                         }
1620                 }
1621
1622                 if (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)) {
1623                         /* follow __remove_mapping for reference */
1624                         if (!page_ref_freeze(page, 1))
1625                                 goto keep_locked;
1626                         if (PageDirty(page)) {
1627                                 page_ref_unfreeze(page, 1);
1628                                 goto keep_locked;
1629                         }
1630
1631                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1632                         count_memcg_page_event(page, PGLAZYFREED);
1633                 } else if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true,
1634                                                          sc->target_mem_cgroup))
1635                         goto keep_locked;
1636
1637                 unlock_page(page);
1638 free_it:
1639                 /*
1640                  * THP may get swapped out in a whole, need account
1641                  * all base pages.
1642                  */
1643                 nr_reclaimed += nr_pages;
1644
1645                 /*
1646                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1647                  * appear not as the counts should be low
1648                  */
1649                 if (unlikely(PageTransHuge(page)))
1650                         destroy_compound_page(page);
1651                 else
1652                         list_add(&page->lru, &free_pages);
1653                 continue;
1654
1655 activate_locked_split:
1656                 /*
1657                  * The tail pages that are failed to add into swap cache
1658                  * reach here.  Fixup nr_scanned and nr_pages.
1659                  */
1660                 if (nr_pages > 1) {
1661                         sc->nr_scanned -= (nr_pages - 1);
1662                         nr_pages = 1;
1663                 }
1664 activate_locked:
1665                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1666                 if (PageSwapCache(page) && (mem_cgroup_swap_full(page) ||
1667                                                 PageMlocked(page)))
1668                         try_to_free_swap(page);
1669                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1670                 if (!PageMlocked(page)) {
1671                         int type = page_is_file_lru(page);
1672                         SetPageActive(page);
1673                         stat->nr_activate[type] += nr_pages;
1674                         count_memcg_page_event(page, PGACTIVATE);
1675                 }
1676 keep_locked:
1677                 unlock_page(page);
1678 keep:
1679                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1680                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1681         }
1682
1683         pgactivate = stat->nr_activate[0] + stat->nr_activate[1];
1684
1685         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1686         try_to_unmap_flush();
1687         free_unref_page_list(&free_pages);
1688
1689         list_splice(&ret_pages, page_list);
1690         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1691
1692         return nr_reclaimed;
1693 }
1694
1695 unsigned int reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1696                                             struct list_head *page_list)
1697 {
1698         struct scan_control sc = {
1699                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1700                 .priority = DEF_PRIORITY,
1701                 .may_unmap = 1,
1702         };
1703         struct reclaim_stat stat;
1704         unsigned int nr_reclaimed;
1705         struct page *page, *next;
1706         LIST_HEAD(clean_pages);
1707         unsigned int noreclaim_flag;
1708
1709         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1710                 if (!PageHuge(page) && page_is_file_lru(page) &&
1711                     !PageDirty(page) && !__PageMovable(page) &&
1712                     !PageUnevictable(page)) {
1713                         ClearPageActive(page);
1714                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1715                 }
1716         }
1717
1718         /*
1719          * We should be safe here since we are only dealing with file pages and
1720          * we are not kswapd and therefore cannot write dirty file pages. But
1721          * call memalloc_noreclaim_save() anyway, just in case these conditions
1722          * change in the future.
1723          */
1724         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
1725         nr_reclaimed = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1726                                         &stat, true);
1727         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
1728
1729         list_splice(&clean_pages, page_list);
1730         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE,
1731                             -(long)nr_reclaimed);
1732         /*
1733          * Since lazyfree pages are isolated from file LRU from the beginning,
1734          * they will rotate back to anonymous LRU in the end if it failed to
1735          * discard so isolated count will be mismatched.
1736          * Compensate the isolated count for both LRU lists.
1737          */
1738         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_ANON,
1739                             stat.nr_lazyfree_fail);
1740         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE,
1741                             -(long)stat.nr_lazyfree_fail);
1742         return nr_reclaimed;
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1747  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1748  * freed elsewhere are also ignored.
1749  *
1750  * page:        page to consider
1751  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1752  *
1753  * returns true on success, false on failure.
1754  */
1755 bool __isolate_lru_page_prepare(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1756 {
1757         /* Only take pages on the LRU. */
1758         if (!PageLRU(page))
1759                 return false;
1760
1761         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1762         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1763                 return false;
1764
1765         /*
1766          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1767          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1768          * blocking - clean pages for the most part.
1769          *
1770          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1771          * that it is possible to migrate without blocking
1772          */
1773         if (mode & ISOLATE_ASYNC_MIGRATE) {
1774                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1775                 if (PageWriteback(page))
1776                         return false;
1777
1778                 if (PageDirty(page)) {
1779                         struct address_space *mapping;
1780                         bool migrate_dirty;
1781
1782                         /*
1783                          * Only pages without mappings or that have a
1784                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1785                          * without blocking. However, we can be racing with
1786                          * truncation so it's necessary to lock the page
1787                          * to stabilise the mapping as truncation holds
1788                          * the page lock until after the page is removed
1789                          * from the page cache.
1790                          */
1791                         if (!trylock_page(page))
1792                                 return false;
1793
1794                         mapping = page_mapping(page);
1795                         migrate_dirty = !mapping || mapping->a_ops->migratepage;
1796                         unlock_page(page);
1797                         if (!migrate_dirty)
1798                                 return false;
1799                 }
1800         }
1801
1802         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1803                 return false;
1804
1805         return true;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1810  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a sanity check.
1811  */
1812 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1813                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1814 {
1815         int zid;
1816
1817         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1818                 if (!nr_zone_taken[zid])
1819                         continue;
1820
1821                 update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1822         }
1823
1824 }
1825
1826 /*
1827  * Isolating page from the lruvec to fill in @dst list by nr_to_scan times.
1828  *
1829  * lruvec->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1830  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1831  * and working on them outside the LRU lock.
1832  *
1833  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1834  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1835  *
1836  * Lru_lock must be held before calling this function.
1837  *
1838  * @nr_to_scan: The number of eligible pages to look through on the list.
1839  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1840  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1841  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1842  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1843  * @lru:        LRU list id for isolating
1844  *
1845  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1846  */
1847 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1848                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1849                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1850                 enum lru_list lru)
1851 {
1852         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1853         unsigned long nr_taken = 0;
1854         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1855         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1856         unsigned long skipped = 0;
1857         unsigned long scan, total_scan, nr_pages;
1858         LIST_HEAD(pages_skipped);
1859         isolate_mode_t mode = (sc->may_unmap ? 0 : ISOLATE_UNMAPPED);
1860
1861         total_scan = 0;
1862         scan = 0;
1863         while (scan < nr_to_scan && !list_empty(src)) {
1864                 struct page *page;
1865
1866                 page = lru_to_page(src);
1867                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1868
1869                 nr_pages = compound_nr(page);
1870                 total_scan += nr_pages;
1871
1872                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1873                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1874                         nr_skipped[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1875                         continue;
1876                 }
1877
1878                 /*
1879                  * Do not count skipped pages because that makes the function
1880                  * return with no isolated pages if the LRU mostly contains
1881                  * ineligible pages.  This causes the VM to not reclaim any
1882                  * pages, triggering a premature OOM.
1883                  *
1884                  * Account all tail pages of THP.  This would not cause
1885                  * premature OOM since __isolate_lru_page() returns -EBUSY
1886                  * only when the page is being freed somewhere else.
1887                  */
1888                 scan += nr_pages;
1889                 if (!__isolate_lru_page_prepare(page, mode)) {
1890                         /* It is being freed elsewhere */
1891                         list_move(&page->lru, src);
1892                         continue;
1893                 }
1894                 /*
1895                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1896                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1897                  * page release code relies on it.
1898                  */
1899                 if (unlikely(!get_page_unless_zero(page))) {
1900                         list_move(&page->lru, src);
1901                         continue;
1902                 }
1903
1904                 if (!TestClearPageLRU(page)) {
1905                         /* Another thread is already isolating this page */
1906                         put_page(page);
1907                         list_move(&page->lru, src);
1908                         continue;
1909                 }
1910
1911                 nr_taken += nr_pages;
1912                 nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1913                 list_move(&page->lru, dst);
1914         }
1915
1916         /*
1917          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1918          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1919          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1920          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1921          * system at risk of premature OOM.
1922          */
1923         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1924                 int zid;
1925
1926                 list_splice(&pages_skipped, src);
1927                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1928                         if (!nr_skipped[zid])
1929                                 continue;
1930
1931                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1932                         skipped += nr_skipped[zid];
1933                 }
1934         }
1935         *nr_scanned = total_scan;
1936         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1937                                     total_scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1938         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1939         return nr_taken;
1940 }
1941
1942 /**
1943  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1944  * @page: page to isolate from its LRU list
1945  *
1946  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1947  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1948  *
1949  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1950  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1951  *
1952  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1953  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1954  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1955  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1956  *
1957  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1958  * found will be decremented.
1959  *
1960  * Restrictions:
1961  *
1962  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1963  *     fundamental difference from isolate_lru_pages (which is called
1964  *     without a stable reference).
1965  * (2) the lru_lock must not be held.
1966  * (3) interrupts must be enabled.
1967  */
1968 int isolate_lru_page(struct page *page)
1969 {
1970         int ret = -EBUSY;
1971
1972         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1973         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1974
1975         if (TestClearPageLRU(page)) {
1976                 struct lruvec *lruvec;
1977
1978                 get_page(page);
1979                 lruvec = lock_page_lruvec_irq(page);
1980                 del_page_from_lru_list(page, lruvec);
1981                 unlock_page_lruvec_irq(lruvec);
1982                 ret = 0;
1983         }
1984
1985         return ret;
1986 }
1987
1988 /*
1989  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1990  * then get rescheduled. When there are massive number of tasks doing page
1991  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1992  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1993  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1994  */
1995 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1996                 struct scan_control *sc)
1997 {
1998         unsigned long inactive, isolated;
1999
2000         if (current_is_kswapd())
2001                 return 0;
2002
2003         if (!writeback_throttling_sane(sc))
2004                 return 0;
2005
2006         if (file) {
2007                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2008                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
2009         } else {
2010                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2011                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
2012         }
2013
2014         /*
2015          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
2016          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
2017          * deadlock.
2018          */
2019         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
2020                 inactive >>= 3;
2021
2022         return isolated > inactive;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * move_pages_to_lru() moves pages from private @list to appropriate LRU list.
2027  * On return, @list is reused as a list of pages to be freed by the caller.
2028  *
2029  * Returns the number of pages moved to the given lruvec.
2030  */
2031 static unsigned int move_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
2032                                       struct list_head *list)
2033 {
2034         int nr_pages, nr_moved = 0;
2035         LIST_HEAD(pages_to_free);
2036         struct page *page;
2037
2038         while (!list_empty(list)) {
2039                 page = lru_to_page(list);
2040                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2041                 list_del(&page->lru);
2042                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
2043                         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2044                         putback_lru_page(page);
2045                         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2046                         continue;
2047                 }
2048
2049                 /*
2050                  * The SetPageLRU needs to be kept here for list integrity.
2051                  * Otherwise:
2052                  *   #0 move_pages_to_lru             #1 release_pages
2053                  *   if !put_page_testzero
2054                  *                                    if (put_page_testzero())
2055                  *                                      !PageLRU //skip lru_lock
2056                  *     SetPageLRU()
2057                  *     list_add(&page->lru,)
2058                  *                                        list_add(&page->lru,)
2059                  */
2060                 SetPageLRU(page);
2061
2062                 if (unlikely(put_page_testzero(page))) {
2063                         __clear_page_lru_flags(page);
2064
2065                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
2066                                 spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2067                                 destroy_compound_page(page);
2068                                 spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2069                         } else
2070                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
2071
2072                         continue;
2073                 }
2074
2075                 /*
2076                  * All pages were isolated from the same lruvec (and isolation
2077                  * inhibits memcg migration).
2078                  */
2079                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_matches_lruvec(page, lruvec), page);
2080                 add_page_to_lru_list(page, lruvec);
2081                 nr_pages = thp_nr_pages(page);
2082                 nr_moved += nr_pages;
2083                 if (PageActive(page))
2084                         workingset_age_nonresident(lruvec, nr_pages);
2085         }
2086
2087         /*
2088          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
2089          */
2090         list_splice(&pages_to_free, list);
2091
2092         return nr_moved;
2093 }
2094
2095 /*
2096  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
2097  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LOCAL_THROTTLE.
2098  * In that case we should only throttle if the backing device it is
2099  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
2100  */
2101 static int current_may_throttle(void)
2102 {
2103         return !(current->flags & PF_LOCAL_THROTTLE) ||
2104                 current->backing_dev_info == NULL ||
2105                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
2106 }
2107
2108 /*
2109  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
2110  * of reclaimed pages
2111  */
2112 static unsigned long
2113 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
2114                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
2115 {
2116         LIST_HEAD(page_list);
2117         unsigned long nr_scanned;
2118         unsigned int nr_reclaimed = 0;
2119         unsigned long nr_taken;
2120         struct reclaim_stat stat;
2121         bool file = is_file_lru(lru);
2122         enum vm_event_item item;
2123         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2124         bool stalled = false;
2125
2126         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
2127                 if (stalled)
2128                         return 0;
2129
2130                 /* wait a bit for the reclaimer. */
2131                 msleep(100);
2132                 stalled = true;
2133
2134                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
2135                 if (fatal_signal_pending(current))
2136                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
2137         }
2138
2139         lru_add_drain();
2140
2141         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2142
2143         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
2144                                      &nr_scanned, sc, lru);
2145
2146         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
2147         item = current_is_kswapd() ? PGSCAN_KSWAPD : PGSCAN_DIRECT;
2148         if (!cgroup_reclaim(sc))
2149                 __count_vm_events(item, nr_scanned);
2150         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), item, nr_scanned);
2151         __count_vm_events(PGSCAN_ANON + file, nr_scanned);
2152
2153         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2154
2155         if (nr_taken == 0)
2156                 return 0;
2157
2158         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, &stat, false);
2159
2160         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2161         move_pages_to_lru(lruvec, &page_list);
2162
2163         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2164         item = current_is_kswapd() ? PGSTEAL_KSWAPD : PGSTEAL_DIRECT;
2165         if (!cgroup_reclaim(sc))
2166                 __count_vm_events(item, nr_reclaimed);
2167         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), item, nr_reclaimed);
2168         __count_vm_events(PGSTEAL_ANON + file, nr_reclaimed);
2169         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2170
2171         lru_note_cost(lruvec, file, stat.nr_pageout);
2172         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
2173         free_unref_page_list(&page_list);
2174
2175         /*
2176          * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
2177          * implies that flushers are not doing their job. This can
2178          * happen when memory pressure pushes dirty pages to the end of
2179          * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
2180          * data has expired. It can also happen when the proportion of
2181          * dirty pages grows not through writes but through memory
2182          * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
2183          * the flushers simply cannot keep up with the allocation
2184          * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep.
2185          */
2186         if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken)
2187                 wakeup_flusher_threads(WB_REASON_VMSCAN);
2188
2189         sc->nr.dirty += stat.nr_dirty;
2190         sc->nr.congested += stat.nr_congested;
2191         sc->nr.unqueued_dirty += stat.nr_unqueued_dirty;
2192         sc->nr.writeback += stat.nr_writeback;
2193         sc->nr.immediate += stat.nr_immediate;
2194         sc->nr.taken += nr_taken;
2195         if (file)
2196                 sc->nr.file_taken += nr_taken;
2197
2198         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
2199                         nr_scanned, nr_reclaimed, &stat, sc->priority, file);
2200         return nr_reclaimed;
2201 }
2202
2203 /*
2204  * shrink_active_list() moves pages from the active LRU to the inactive LRU.
2205  *
2206  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
2207  * processes.
2208  *
2209  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
2210  * appropriate to hold lru_lock across the whole operation.  But if
2211  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()), so
2212  * we should drop lru_lock around each page.  It's impossible to balance
2213  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
2214  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
2215  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
2216  *
2217  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
2218  * But we had to alter page->flags anyway.
2219  */
2220 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
2221                                struct lruvec *lruvec,
2222                                struct scan_control *sc,
2223                                enum lru_list lru)
2224 {
2225         unsigned long nr_taken;
2226         unsigned long nr_scanned;
2227         unsigned long vm_flags;
2228         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
2229         LIST_HEAD(l_active);
2230         LIST_HEAD(l_inactive);
2231         struct page *page;
2232         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
2233         unsigned nr_rotated = 0;
2234         int file = is_file_lru(lru);
2235         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2236
2237         lru_add_drain();
2238
2239         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2240
2241         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
2242                                      &nr_scanned, sc, lru);
2243
2244         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
2245
2246         if (!cgroup_reclaim(sc))
2247                 __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
2248         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), PGREFILL, nr_scanned);
2249
2250         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2251
2252         while (!list_empty(&l_hold)) {
2253                 cond_resched();
2254                 page = lru_to_page(&l_hold);
2255                 list_del(&page->lru);
2256
2257                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
2258                         putback_lru_page(page);
2259                         continue;
2260                 }
2261
2262                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
2263                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
2264                                 if (page_has_private(page))
2265                                         try_to_release_page(page, 0);
2266                                 unlock_page(page);
2267                         }
2268                 }
2269
2270                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
2271                                     &vm_flags)) {
2272                         /*
2273                          * Identify referenced, file-backed active pages and
2274                          * give them one more trip around the active list. So
2275                          * that executable code get better chances to stay in
2276                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
2277                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
2278                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
2279                          * so we ignore them here.
2280                          */
2281                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_lru(page)) {
2282                                 nr_rotated += thp_nr_pages(page);
2283                                 list_add(&page->lru, &l_active);
2284                                 continue;
2285                         }
2286                 }
2287
2288                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
2289                 SetPageWorkingset(page);
2290                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
2291         }
2292
2293         /*
2294          * Move pages back to the lru list.
2295          */
2296         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2297
2298         nr_activate = move_pages_to_lru(lruvec, &l_active);
2299         nr_deactivate = move_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive);
2300         /* Keep all free pages in l_active list */
2301         list_splice(&l_inactive, &l_active);
2302
2303         __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_deactivate);
2304         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), PGDEACTIVATE, nr_deactivate);
2305
2306         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2307         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2308
2309         mem_cgroup_uncharge_list(&l_active);
2310         free_unref_page_list(&l_active);
2311         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2312                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2313 }
2314
2315 unsigned long reclaim_pages(struct list_head *page_list)
2316 {
2317         int nid = NUMA_NO_NODE;
2318         unsigned int nr_reclaimed = 0;
2319         LIST_HEAD(node_page_list);
2320         struct reclaim_stat dummy_stat;
2321         struct page *page;
2322         unsigned int noreclaim_flag;
2323         struct scan_control sc = {
2324                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
2325                 .priority = DEF_PRIORITY,
2326                 .may_writepage = 1,
2327                 .may_unmap = 1,
2328                 .may_swap = 1,
2329         };
2330
2331         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
2332
2333         while (!list_empty(page_list)) {
2334                 page = lru_to_page(page_list);
2335                 if (nid == NUMA_NO_NODE) {
2336                         nid = page_to_nid(page);
2337                         INIT_LIST_HEAD(&node_page_list);
2338                 }
2339
2340                 if (nid == page_to_nid(page)) {
2341                         ClearPageActive(page);
2342                         list_move(&page->lru, &node_page_list);
2343                         continue;
2344                 }
2345
2346                 nr_reclaimed += shrink_page_list(&node_page_list,
2347                                                 NODE_DATA(nid),
2348                                                 &sc, &dummy_stat, false);
2349                 while (!list_empty(&node_page_list)) {
2350                         page = lru_to_page(&node_page_list);
2351                         list_del(&page->lru);
2352                         putback_lru_page(page);
2353                 }
2354
2355                 nid = NUMA_NO_NODE;
2356         }
2357
2358         if (!list_empty(&node_page_list)) {
2359                 nr_reclaimed += shrink_page_list(&node_page_list,
2360                                                 NODE_DATA(nid),
2361                                                 &sc, &dummy_stat, false);
2362                 while (!list_empty(&node_page_list)) {
2363                         page = lru_to_page(&node_page_list);
2364                         list_del(&page->lru);
2365                         putback_lru_page(page);
2366                 }
2367         }
2368
2369         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
2370
2371         return nr_reclaimed;
2372 }
2373
2374 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2375                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2376 {
2377         if (is_active_lru(lru)) {
2378                 if (sc->may_deactivate & (1 << is_file_lru(lru)))
2379                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2380                 else
2381                         sc->skipped_deactivate = 1;
2382                 return 0;
2383         }
2384
2385         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2386 }
2387
2388 /*
2389  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2390  * to do too much work.
2391  *
2392  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2393  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2394  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2395  *
2396  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2397  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2398  *
2399  * If that fails and refaulting is observed, the inactive list grows.
2400  *
2401  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2402  * on this LRU, maintained by the pageout code. An inactive_ratio
2403  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2404  *
2405  * total     target    max
2406  * memory    ratio     inactive
2407  * -------------------------------------
2408  *   10MB       1         5MB
2409  *  100MB       1        50MB
2410  *    1GB       3       250MB
2411  *   10GB      10       0.9GB
2412  *  100GB      31         3GB
2413  *    1TB     101        10GB
2414  *   10TB     320        32GB
2415  */
2416 static bool inactive_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list inactive_lru)
2417 {
2418         enum lru_list active_lru = inactive_lru + LRU_ACTIVE;
2419         unsigned long inactive, active;
2420         unsigned long inactive_ratio;
2421         unsigned long gb;
2422
2423         inactive = lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + inactive_lru);
2424         active = lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + active_lru);
2425
2426         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2427         if (gb)
2428                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2429         else
2430                 inactive_ratio = 1;
2431
2432         return inactive * inactive_ratio < active;
2433 }
2434
2435 enum scan_balance {
2436         SCAN_EQUAL,
2437         SCAN_FRACT,
2438         SCAN_ANON,
2439         SCAN_FILE,
2440 };
2441
2442 /*
2443  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2444  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2445  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2446  * onto the active list instead of evict.
2447  *
2448  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2449  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2450  */
2451 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
2452                            unsigned long *nr)
2453 {
2454         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
2455         unsigned long anon_cost, file_cost, total_cost;
2456         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2457         u64 fraction[ANON_AND_FILE];
2458         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2459         enum scan_balance scan_balance;
2460         unsigned long ap, fp;
2461         enum lru_list lru;
2462
2463         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2464         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2465                 scan_balance = SCAN_FILE;
2466                 goto out;
2467         }
2468
2469         /*
2470          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2471          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2472          * disable swapping for individual groups completely when
2473          * using the memory controller's swap limit feature would be
2474          * too expensive.
2475          */
2476         if (cgroup_reclaim(sc) && !swappiness) {
2477                 scan_balance = SCAN_FILE;
2478                 goto out;
2479         }
2480
2481         /*
2482          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2483          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2484          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2485          */
2486         if (!sc->priority && swappiness) {
2487                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2488                 goto out;
2489         }
2490
2491         /*
2492          * If the system is almost out of file pages, force-scan anon.
2493          */
2494         if (sc->file_is_tiny) {
2495                 scan_balance = SCAN_ANON;
2496                 goto out;
2497         }
2498
2499         /*
2500          * If there is enough inactive page cache, we do not reclaim
2501          * anything from the anonymous working right now.
2502          */
2503         if (sc->cache_trim_mode) {
2504                 scan_balance = SCAN_FILE;
2505                 goto out;
2506         }
2507
2508         scan_balance = SCAN_FRACT;
2509         /*
2510          * Calculate the pressure balance between anon and file pages.
2511          *
2512          * The amount of pressure we put on each LRU is inversely
2513          * proportional to the cost of reclaiming each list, as
2514          * determined by the share of pages that are refaulting, times
2515          * the relative IO cost of bringing back a swapped out
2516          * anonymous page vs reloading a filesystem page (swappiness).
2517          *
2518          * Although we limit that influence to ensure no list gets
2519          * left behind completely: at least a third of the pressure is
2520          * applied, before swappiness.
2521          *
2522          * With swappiness at 100, anon and file have equal IO cost.
2523          */
2524         total_cost = sc->anon_cost + sc->file_cost;
2525         anon_cost = total_cost + sc->anon_cost;
2526         file_cost = total_cost + sc->file_cost;
2527         total_cost = anon_cost + file_cost;
2528
2529         ap = swappiness * (total_cost + 1);
2530         ap /= anon_cost + 1;
2531
2532         fp = (200 - swappiness) * (total_cost + 1);
2533         fp /= file_cost + 1;
2534
2535         fraction[0] = ap;
2536         fraction[1] = fp;
2537         denominator = ap + fp;
2538 out:
2539         for_each_evictable_lru(lru) {
2540                 int file = is_file_lru(lru);
2541                 unsigned long lruvec_size;
2542                 unsigned long low, min;
2543                 unsigned long scan;
2544
2545                 lruvec_size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2546                 mem_cgroup_protection(sc->target_mem_cgroup, memcg,
2547                                       &min, &low);
2548
2549                 if (min || low) {
2550                         /*
2551                          * Scale a cgroup's reclaim pressure by proportioning
2552                          * its current usage to its memory.low or memory.min
2553                          * setting.
2554                          *
2555                          * This is important, as otherwise scanning aggression
2556                          * becomes extremely binary -- from nothing as we
2557                          * approach the memory protection threshold, to totally
2558                          * nominal as we exceed it.  This results in requiring
2559                          * setting extremely liberal protection thresholds. It
2560                          * also means we simply get no protection at all if we
2561                          * set it too low, which is not ideal.
2562                          *
2563                          * If there is any protection in place, we reduce scan
2564                          * pressure by how much of the total memory used is
2565                          * within protection thresholds.
2566                          *
2567                          * There is one special case: in the first reclaim pass,
2568                          * we skip over all groups that are within their low
2569                          * protection. If that fails to reclaim enough pages to
2570                          * satisfy the reclaim goal, we come back and override
2571                          * the best-effort low protection. However, we still
2572                          * ideally want to honor how well-behaved groups are in
2573                          * that case instead of simply punishing them all
2574                          * equally. As such, we reclaim them based on how much
2575                          * memory they are using, reducing the scan pressure
2576                          * again by how much of the total memory used is under
2577                          * hard protection.
2578                          */
2579                         unsigned long cgroup_size = mem_cgroup_size(memcg);
2580                         unsigned long protection;
2581
2582                         /* memory.low scaling, make sure we retry before OOM */
2583                         if (!sc->memcg_low_reclaim && low > min) {
2584                                 protection = low;
2585                                 sc->memcg_low_skipped = 1;
2586                         } else {
2587                                 protection = min;
2588                         }
2589
2590                         /* Avoid TOCTOU with earlier protection check */
2591                         cgroup_size = max(cgroup_size, protection);
2592
2593                         scan = lruvec_size - lruvec_size * protection /
2594                                 cgroup_size;
2595
2596                         /*
2597                          * Minimally target SWAP_CLUSTER_MAX pages to keep
2598                          * reclaim moving forwards, avoiding decrementing
2599                          * sc->priority further than desirable.
2600                          */
2601                         scan = max(scan, SWAP_CLUSTER_MAX);
2602                 } else {
2603                         scan = lruvec_size;
2604                 }
2605
2606                 scan >>= sc->priority;
2607
2608                 /*
2609                  * If the cgroup's already been deleted, make sure to
2610                  * scrape out the remaining cache.
2611                  */
2612                 if (!scan && !mem_cgroup_online(memcg))
2613                         scan = min(lruvec_size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2614
2615                 switch (scan_balance) {
2616                 case SCAN_EQUAL:
2617                         /* Scan lists relative to size */
2618                         break;
2619                 case SCAN_FRACT:
2620                         /*
2621                          * Scan types proportional to swappiness and
2622                          * their relative recent reclaim efficiency.
2623                          * Make sure we don't miss the last page on
2624                          * the offlined memory cgroups because of a
2625                          * round-off error.
2626                          */
2627                         scan = mem_cgroup_online(memcg) ?
2628                                div64_u64(scan * fraction[file], denominator) :
2629                                DIV64_U64_ROUND_UP(scan * fraction[file],
2630                                                   denominator);
2631                         break;
2632                 case SCAN_FILE:
2633                 case SCAN_ANON:
2634                         /* Scan one type exclusively */
2635                         if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file)
2636                                 scan = 0;
2637                         break;
2638                 default:
2639                         /* Look ma, no brain */
2640                         BUG();
2641                 }
2642
2643                 nr[lru] = scan;
2644         }
2645 }
2646
2647 static void shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2648 {
2649         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2650         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2651         unsigned long nr_to_scan;
2652         enum lru_list lru;
2653         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2654         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2655         struct blk_plug plug;
2656         bool scan_adjusted;
2657
2658         get_scan_count(lruvec, sc, nr);
2659
2660         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2661         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2662
2663         /*
2664          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2665          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2666          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2667          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2668          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2669          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2670          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2671          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2672          * dropped to zero at the first pass.
2673          */
2674         scan_adjusted = (!cgroup_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2675                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2676
2677         blk_start_plug(&plug);
2678         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2679                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2680                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2681                 unsigned long nr_scanned;
2682
2683                 for_each_evictable_lru(lru) {
2684                         if (nr[lru]) {
2685                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2686                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2687
2688                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2689                                                             lruvec, sc);
2690                         }
2691                 }
2692
2693                 cond_resched();
2694
2695                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2696                         continue;
2697
2698                 /*
2699                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2700                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2701                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2702                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2703                  * proportional to the original scan target.
2704                  */
2705                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2706                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2707
2708                 /*
2709                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2710                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2711                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2712                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2713                  */
2714                 if (!nr_file || !nr_anon)
2715                         break;
2716
2717                 if (nr_file > nr_anon) {
2718                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2719                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2720                         lru = LRU_BASE;
2721                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2722                 } else {
2723                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2724                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2725                         lru = LRU_FILE;
2726                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2727                 }
2728
2729                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2730                 nr[lru] = 0;
2731                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2732
2733                 /*
2734                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2735                  * scan target and the percentage scanning already complete
2736                  */
2737                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2738                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2739                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2740                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2741
2742                 lru += LRU_ACTIVE;
2743                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2744                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2745                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2746
2747                 scan_adjusted = true;
2748         }
2749         blk_finish_plug(&plug);
2750         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2751
2752         /*
2753          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2754          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2755          */
2756         if (total_swap_pages && inactive_is_low(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
2757                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2758                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2759 }
2760
2761 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2762 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2763 {
2764         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2765                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2766                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2767                 return true;
2768
2769         return false;
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2774  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2775  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2776  * calls try_to_compact_pages() that it will have enough free pages to succeed.
2777  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2778  */
2779 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2780                                         unsigned long nr_reclaimed,
2781                                         struct scan_control *sc)
2782 {
2783         unsigned long pages_for_compaction;
2784         unsigned long inactive_lru_pages;
2785         int z;
2786
2787         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2788         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2789                 return false;
2790
2791         /*
2792          * Stop if we failed to reclaim any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX
2793          * number of pages that were scanned. This will return to the caller
2794          * with the risk reclaim/compaction and the resulting allocation attempt
2795          * fails. In the past we have tried harder for __GFP_RETRY_MAYFAIL
2796          * allocations through requiring that the full LRU list has been scanned
2797          * first, by assuming that zero delta of sc->nr_scanned means full LRU
2798          * scan, but that approximation was wrong, and there were corner cases
2799          * where always a non-zero amount of pages were scanned.
2800          */
2801         if (!nr_reclaimed)
2802                 return false;
2803
2804         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2805         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2806                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2807                 if (!managed_zone(zone))
2808                         continue;
2809
2810                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2811                 case COMPACT_SUCCESS:
2812                 case COMPACT_CONTINUE:
2813                         return false;
2814                 default:
2815                         /* check next zone */
2816                         ;
2817                 }
2818         }
2819
2820         /*
2821          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2822          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2823          */
2824         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2825         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2826         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2827                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2828
2829         return inactive_lru_pages > pages_for_compaction;
2830 }
2831
2832 static void shrink_node_memcgs(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2833 {
2834         struct mem_cgroup *target_memcg = sc->target_mem_cgroup;
2835         struct mem_cgroup *memcg;
2836
2837         memcg = mem_cgroup_iter(target_memcg, NULL, NULL);
2838         do {
2839                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
2840                 unsigned long reclaimed;
2841                 unsigned long scanned;
2842
2843                 /*
2844                  * This loop can become CPU-bound when target memcgs
2845                  * aren't eligible for reclaim - either because they
2846                  * don't have any reclaimable pages, or because their
2847                  * memory is explicitly protected. Avoid soft lockups.
2848                  */
2849                 cond_resched();
2850
2851                 mem_cgroup_calculate_protection(target_memcg, memcg);
2852
2853                 if (mem_cgroup_below_min(memcg)) {
2854                         /*
2855                          * Hard protection.
2856                          * If there is no reclaimable memory, OOM.
2857                          */
2858                         continue;
2859                 } else if (mem_cgroup_below_low(memcg)) {
2860                         /*
2861                          * Soft protection.
2862                          * Respect the protection only as long as
2863                          * there is an unprotected supply
2864                          * of reclaimable memory from other cgroups.
2865                          */
2866                         if (!sc->memcg_low_reclaim) {
2867                                 sc->memcg_low_skipped = 1;
2868                                 continue;
2869                         }
2870                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_LOW);
2871                 }
2872
2873                 reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2874                 scanned = sc->nr_scanned;
2875
2876                 shrink_lruvec(lruvec, sc);
2877
2878                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, memcg,
2879                             sc->priority);
2880
2881                 /* Record the group's reclaim efficiency */
2882                 vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2883                            sc->nr_scanned - scanned,
2884                            sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2885
2886         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(target_memcg, memcg, NULL)));
2887 }
2888
2889 static void shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2890 {
2891         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2892         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2893         struct lruvec *target_lruvec;
2894         bool reclaimable = false;
2895         unsigned long file;
2896
2897         target_lruvec = mem_cgroup_lruvec(sc->target_mem_cgroup, pgdat);
2898
2899 again:
2900         /*
2901          * Flush the memory cgroup stats, so that we read accurate per-memcg
2902          * lruvec stats for heuristics.
2903          */
2904         mem_cgroup_flush_stats();
2905
2906         memset(&sc->nr, 0, sizeof(sc->nr));
2907
2908         nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2909         nr_scanned = sc->nr_scanned;
2910
2911         /*
2912          * Determine the scan balance between anon and file LRUs.
2913          */
2914         spin_lock_irq(&target_lruvec->lru_lock);
2915         sc->anon_cost = target_lruvec->anon_cost;
2916         sc->file_cost = target_lruvec->file_cost;
2917         spin_unlock_irq(&target_lruvec->lru_lock);
2918
2919         /*
2920          * Target desirable inactive:active list ratios for the anon
2921          * and file LRU lists.
2922          */
2923         if (!sc->force_deactivate) {
2924                 unsigned long refaults;
2925
2926                 refaults = lruvec_page_state(target_lruvec,
2927                                 WORKINGSET_ACTIVATE_ANON);
2928                 if (refaults != target_lruvec->refaults[0] ||
2929                         inactive_is_low(target_lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
2930                         sc->may_deactivate |= DEACTIVATE_ANON;
2931                 else
2932                         sc->may_deactivate &= ~DEACTIVATE_ANON;
2933
2934                 /*
2935                  * When refaults are being observed, it means a new
2936                  * workingset is being established. Deactivate to get
2937                  * rid of any stale active pages quickly.
2938                  */
2939                 refaults = lruvec_page_state(target_lruvec,
2940                                 WORKINGSET_ACTIVATE_FILE);
2941                 if (refaults != target_lruvec->refaults[1] ||
2942                     inactive_is_low(target_lruvec, LRU_INACTIVE_FILE))
2943                         sc->may_deactivate |= DEACTIVATE_FILE;
2944                 else
2945                         sc->may_deactivate &= ~DEACTIVATE_FILE;
2946         } else
2947                 sc->may_deactivate = DEACTIVATE_ANON | DEACTIVATE_FILE;
2948
2949         /*
2950          * If we have plenty of inactive file pages that aren't
2951          * thrashing, try to reclaim those first before touching
2952          * anonymous pages.
2953          */
2954         file = lruvec_page_state(target_lruvec, NR_INACTIVE_FILE);
2955         if (file >> sc->priority && !(sc->may_deactivate & DEACTIVATE_FILE))
2956                 sc->cache_trim_mode = 1;
2957         else
2958                 sc->cache_trim_mode = 0;
2959
2960         /*
2961          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2962          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2963          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2964          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2965          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2966          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2967          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2968          */
2969         if (!cgroup_reclaim(sc)) {
2970                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2971                 unsigned long free, anon;
2972                 int z;
2973
2974                 free = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2975                 file = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2976                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2977
2978                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2979                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2980                         if (!managed_zone(zone))
2981                                 continue;
2982
2983                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2984                 }
2985
2986                 /*
2987                  * Consider anon: if that's low too, this isn't a
2988                  * runaway file reclaim problem, but rather just
2989                  * extreme pressure. Reclaim as per usual then.
2990                  */
2991                 anon = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2992
2993                 sc->file_is_tiny =
2994                         file + free <= total_high_wmark &&
2995                         !(sc->may_deactivate & DEACTIVATE_ANON) &&
2996                         anon >> sc->priority;
2997         }
2998
2999         shrink_node_memcgs(pgdat, sc);
3000
3001         if (reclaim_state) {
3002                 sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
3003                 reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
3004         }
3005
3006         /* Record the subtree's reclaim efficiency */
3007         vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
3008                    sc->nr_scanned - nr_scanned,
3009                    sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
3010
3011         if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
3012                 reclaimable = true;
3013
3014         if (current_is_kswapd()) {
3015                 /*
3016                  * If reclaim is isolating dirty pages under writeback,
3017                  * it implies that the long-lived page allocation rate
3018                  * is exceeding the page laundering rate. Either the
3019                  * global limits are not being effective at throttling
3020                  * processes due to the page distribution throughout
3021                  * zones or there is heavy usage of a slow backing
3022                  * device. The only option is to throttle from reclaim
3023                  * context which is not ideal as there is no guarantee
3024                  * the dirtying process is throttled in the same way
3025                  * balance_dirty_pages() manages.
3026                  *
3027                  * Once a node is flagged PGDAT_WRITEBACK, kswapd will
3028                  * count the number of pages under pages flagged for
3029                  * immediate reclaim and stall if any are encountered
3030                  * in the nr_immediate check below.
3031                  */
3032                 if (sc->nr.writeback && sc->nr.writeback == sc->nr.taken)
3033                         set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
3034
3035                 /* Allow kswapd to start writing pages during reclaim.*/
3036                 if (sc->nr.unqueued_dirty == sc->nr.file_taken)
3037                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
3038
3039                 /*
3040                  * If kswapd scans pages marked for immediate
3041                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it
3042                  * implies that pages are cycling through the LRU
3043                  * faster than they are written so also forcibly stall.
3044                  */
3045                 if (sc->nr.immediate)
3046                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3047         }
3048
3049         /*
3050          * Tag a node/memcg as congested if all the dirty pages
3051          * scanned were backed by a congested BDI and
3052          * wait_iff_congested will stall.
3053          *
3054          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
3055          * stalling in wait_iff_congested().
3056          */
3057         if ((current_is_kswapd() ||
3058              (cgroup_reclaim(sc) && writeback_throttling_sane(sc))) &&
3059             sc->nr.dirty && sc->nr.dirty == sc->nr.congested)
3060                 set_bit(LRUVEC_CONGESTED, &target_lruvec->flags);
3061
3062         /*
3063          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs
3064          * and node is congested. Allow kswapd to continue until it
3065          * starts encountering unqueued dirty pages or cycling through
3066          * the LRU too quickly.
3067          */
3068         if (!current_is_kswapd() && current_may_throttle() &&
3069             !sc->hibernation_mode &&
3070             test_bit(LRUVEC_CONGESTED, &target_lruvec->flags))
3071                 wait_iff_congested(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3072
3073         if (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
3074                                     sc))
3075                 goto again;
3076
3077         /*
3078          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
3079          * many failures to reclaim anything from them and goes to
3080          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
3081          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
3082          */
3083         if (reclaimable)
3084                 pgdat->kswapd_failures = 0;
3085 }
3086
3087 /*
3088  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
3089  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
3090  * should reclaim first.
3091  */
3092 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
3093 {
3094         unsigned long watermark;
3095         enum compact_result suitable;
3096
3097         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
3098         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
3099                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
3100                 return true;
3101         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
3102                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
3103                 return false;
3104
3105         /*
3106          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
3107          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
3108          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
3109          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
3110          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
3111          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
3112          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
3113          */
3114         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
3115
3116         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
3117 }
3118
3119 /*
3120  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
3121  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
3122  * request.
3123  *
3124  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
3125  * scan then give up on it.
3126  */
3127 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
3128 {
3129         struct zoneref *z;
3130         struct zone *zone;
3131         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3132         unsigned long nr_soft_scanned;
3133         gfp_t orig_mask;
3134         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
3135
3136         /*
3137          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
3138          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
3139          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
3140          */
3141         orig_mask = sc->gfp_mask;
3142         if (buffer_heads_over_limit) {
3143                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
3144                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
3145         }
3146
3147         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
3148                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
3149                 /*
3150                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
3151                  * to global LRU.
3152                  */
3153                 if (!cgroup_reclaim(sc)) {
3154                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
3155                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3156                                 continue;
3157
3158                         /*
3159                          * If we already have plenty of memory free for
3160                          * compaction in this zone, don't free any more.
3161                          * Even though compaction is invoked for any
3162                          * non-zero order, only frequent costly order
3163                          * reclamation is disruptive enough to become a
3164                          * noticeable problem, like transparent huge
3165                          * page allocations.
3166                          */
3167                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
3168                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
3169                             compaction_ready(zone, sc)) {
3170                                 sc->compaction_ready = true;
3171                                 continue;
3172                         }
3173
3174                         /*
3175                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
3176                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
3177                          * node may be shrunk multiple times but in that case
3178                          * the user prefers lower zones being preserved.
3179                          */
3180                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
3181                                 continue;
3182
3183                         /*
3184                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
3185                          * and returns the number of reclaimed pages and
3186                          * scanned pages. This works for global memory pressure
3187                          * and balancing, not for a memcg's limit.
3188                          */
3189                         nr_soft_scanned = 0;
3190                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
3191                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
3192                                                 &nr_soft_scanned);
3193                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3194                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
3195                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
3196                 }
3197
3198                 /* See comment about same check for global reclaim above */
3199                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
3200                         continue;
3201                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
3202                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
3203         }
3204
3205         /*
3206          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
3207          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
3208          */
3209         sc->gfp_mask = orig_mask;
3210 }
3211
3212 static void snapshot_refaults(struct mem_cgroup *target_memcg, pg_data_t *pgdat)
3213 {
3214         struct lruvec *target_lruvec;
3215         unsigned long refaults;
3216
3217         target_lruvec = mem_cgroup_lruvec(target_memcg, pgdat);
3218         refaults = lruvec_page_state(target_lruvec, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON);
3219         target_lruvec->refaults[0] = refaults;
3220         refaults = lruvec_page_state(target_lruvec, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE);
3221         target_lruvec->refaults[1] = refaults;
3222 }
3223
3224 /*
3225  * This is the main entry point to direct page reclaim.
3226  *
3227  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
3228  * are "out of memory" and something needs to be killed.
3229  *
3230  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
3231  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
3232  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
3233  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
3234  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
3235  * work, and the allocation attempt will fail.
3236  *
3237  * returns:     0, if no pages reclaimed
3238  *              else, the number of pages reclaimed
3239  */
3240 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
3241                                           struct scan_control *sc)
3242 {
3243         int initial_priority = sc->priority;
3244         pg_data_t *last_pgdat;
3245         struct zoneref *z;
3246         struct zone *zone;
3247 retry:
3248         delayacct_freepages_start();
3249
3250         if (!cgroup_reclaim(sc))
3251                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
3252
3253         do {
3254                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
3255                                 sc->priority);
3256                 sc->nr_scanned = 0;
3257                 shrink_zones(zonelist, sc);
3258
3259                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
3260                         break;
3261
3262                 if (sc->compaction_ready)
3263                         break;
3264
3265                 /*
3266                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
3267                  * writepage even in laptop mode.
3268                  */
3269                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
3270                         sc->may_writepage = 1;
3271         } while (--sc->priority >= 0);
3272
3273         last_pgdat = NULL;
3274         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist, sc->reclaim_idx,
3275                                         sc->nodemask) {
3276                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
3277                         continue;
3278                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
3279
3280                 snapshot_refaults(sc->target_mem_cgroup, zone->zone_pgdat);
3281
3282                 if (cgroup_reclaim(sc)) {
3283                         struct lruvec *lruvec;
3284
3285                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(sc->target_mem_cgroup,
3286                                                    zone->zone_pgdat);
3287                         clear_bit(LRUVEC_CONGESTED, &lruvec->flags);
3288                 }
3289         }
3290
3291         delayacct_freepages_end();
3292
3293         if (sc->nr_reclaimed)
3294                 return sc->nr_reclaimed;
3295
3296         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
3297         if (sc->compaction_ready)
3298                 return 1;
3299
3300         /*
3301          * We make inactive:active ratio decisions based on the node's
3302          * composition of memory, but a restrictive reclaim_idx or a
3303          * memory.low cgroup setting can exempt large amounts of
3304          * memory from reclaim. Neither of which are very common, so
3305          * instead of doing costly eligibility calculations of the
3306          * entire cgroup subtree up front, we assume the estimates are
3307          * good, and retry with forcible deactivation if that fails.
3308          */
3309         if (sc->skipped_deactivate) {
3310                 sc->priority = initial_priority;
3311                 sc->force_deactivate = 1;
3312                 sc->skipped_deactivate = 0;
3313                 goto retry;
3314         }
3315
3316         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
3317         if (sc->memcg_low_skipped) {
3318                 sc->priority = initial_priority;
3319                 sc->force_deactivate = 0;
3320                 sc->memcg_low_reclaim = 1;
3321                 sc->memcg_low_skipped = 0;
3322                 goto retry;
3323         }
3324
3325         return 0;
3326 }
3327
3328 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
3329 {
3330         struct zone *zone;
3331         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
3332         unsigned long free_pages = 0;
3333         int i;
3334         bool wmark_ok;
3335
3336         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3337                 return true;
3338
3339         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
3340                 zone = &pgdat->node_zones[i];
3341                 if (!managed_zone(zone))
3342                         continue;
3343
3344                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
3345                         continue;
3346
3347                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
3348                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
3349         }
3350
3351         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
3352         if (!pfmemalloc_reserve)
3353                 return true;
3354
3355         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
3356
3357         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
3358         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
3359                 if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx) > ZONE_NORMAL)
3360                         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, ZONE_NORMAL);
3361
3362                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3363         }
3364
3365         return wmark_ok;
3366 }
3367
3368 /*
3369  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
3370  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
3371  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
3372  * when the low watermark is reached.
3373  *
3374  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
3375  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
3376  */
3377 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
3378                                         nodemask_t *nodemask)
3379 {
3380         struct zoneref *z;
3381         struct zone *zone;
3382         pg_data_t *pgdat = NULL;
3383
3384         /*
3385          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
3386          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
3387          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
3388          * committing a transaction where throttling it could forcing other
3389          * processes to block on log_wait_commit().
3390          */
3391         if (current->flags & PF_KTHREAD)
3392                 goto out;
3393
3394         /*
3395          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
3396          * It should return quickly so it can exit and free its memory
3397          */
3398         if (fatal_signal_pending(current))
3399                 goto out;
3400
3401         /*
3402          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
3403          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
3404          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
3405          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
3406          *
3407          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
3408          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
3409          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
3410          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
3411          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
3412          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
3413          * should make reasonable progress.
3414          */
3415         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
3416                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
3417                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
3418                         continue;
3419
3420                 /* Throttle based on the first usable node */
3421                 pgdat = zone->zone_pgdat;
3422                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
3423                         goto out;
3424                 break;
3425         }
3426
3427         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
3428         if (!pgdat)
3429                 goto out;
3430
3431         /* Account for the throttling */
3432         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
3433
3434         /*
3435          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
3436          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
3437          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
3438          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
3439          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
3440          * second before continuing.
3441          */
3442         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
3443                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
3444                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
3445
3446                 goto check_pending;
3447         }
3448
3449         /* Throttle until kswapd wakes the process */
3450         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
3451                 allow_direct_reclaim(pgdat));
3452
3453 check_pending:
3454         if (fatal_signal_pending(current))
3455                 return true;
3456
3457 out:
3458         return false;
3459 }
3460
3461 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
3462                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
3463 {
3464         unsigned long nr_reclaimed;
3465         struct scan_control sc = {
3466                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3467                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
3468                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
3469                 .order = order,
3470                 .nodemask = nodemask,
3471                 .priority = DEF_PRIORITY,
3472                 .may_writepage = !laptop_mode,
3473                 .may_unmap = 1,
3474                 .may_swap = 1,
3475         };
3476
3477         /*
3478          * scan_control uses s8 fields for order, priority, and reclaim_idx.
3479          * Confirm they are large enough for max values.
3480          */
3481         BUILD_BUG_ON(MAX_ORDER > S8_MAX);
3482         BUILD_BUG_ON(DEF_PRIORITY > S8_MAX);
3483         BUILD_BUG_ON(MAX_NR_ZONES > S8_MAX);
3484
3485         /*
3486          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
3487          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
3488          * point.
3489          */
3490         if (throttle_direct_reclaim(sc.gfp_mask, zonelist, nodemask))
3491                 return 1;
3492
3493         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
3494         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order, sc.gfp_mask);
3495
3496         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3497
3498         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
3499         set_task_reclaim_state(current, NULL);
3500
3501         return nr_reclaimed;
3502 }
3503
3504 #ifdef CONFIG_MEMCG
3505
3506 /* Only used by soft limit reclaim. Do not reuse for anything else. */
3507 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
3508                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
3509                                                 pg_data_t *pgdat,
3510                                                 unsigned long *nr_scanned)
3511 {
3512         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
3513         struct scan_control sc = {
3514                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3515                 .target_mem_cgroup = memcg,
3516                 .may_writepage = !laptop_mode,
3517                 .may_unmap = 1,
3518                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3519                 .may_swap = !noswap,
3520         };
3521
3522         WARN_ON_ONCE(!current->reclaim_state);
3523
3524         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3525                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3526
3527         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3528                                                       sc.gfp_mask);
3529
3530         /*
3531          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3532          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3533          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3534          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3535          * the priority and make it zero.
3536          */
3537         shrink_lruvec(lruvec, &sc);
3538
3539         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3540
3541         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3542
3543         return sc.nr_reclaimed;
3544 }
3545
3546 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3547                                            unsigned long nr_pages,
3548                                            gfp_t gfp_mask,
3549                                            bool may_swap)
3550 {
3551         unsigned long nr_reclaimed;
3552         unsigned int noreclaim_flag;
3553         struct scan_control sc = {
3554                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3555                 .gfp_mask = (current_gfp_context(gfp_mask) & GFP_RECLAIM_MASK) |
3556                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3557                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3558                 .target_mem_cgroup = memcg,
3559                 .priority = DEF_PRIORITY,
3560                 .may_writepage = !laptop_mode,
3561                 .may_unmap = 1,
3562                 .may_swap = may_swap,
3563         };
3564         /*
3565          * Traverse the ZONELIST_FALLBACK zonelist of the current node to put
3566          * equal pressure on all the nodes. This is based on the assumption that
3567          * the reclaim does not bail out early.
3568          */
3569         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3570
3571         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
3572         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0, sc.gfp_mask);
3573         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
3574
3575         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3576
3577         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
3578         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3579         set_task_reclaim_state(current, NULL);
3580
3581         return nr_reclaimed;
3582 }
3583 #endif
3584
3585 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3586                                 struct scan_control *sc)
3587 {
3588         struct mem_cgroup *memcg;
3589         struct lruvec *lruvec;
3590
3591         if (!total_swap_pages)
3592                 return;
3593
3594         lruvec = mem_cgroup_lruvec(NULL, pgdat);
3595         if (!inactive_is_low(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
3596                 return;
3597
3598         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3599         do {
3600                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
3601                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3602                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3603                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3604         } while (memcg);
3605 }
3606
3607 static bool pgdat_watermark_boosted(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
3608 {
3609         int i;
3610         struct zone *zone;
3611
3612         /*
3613          * Check for watermark boosts top-down as the higher zones
3614          * are more likely to be boosted. Both watermarks and boosts
3615          * should not be checked at the same time as reclaim would
3616          * start prematurely when there is no boosting and a lower
3617          * zone is balanced.
3618          */
3619         for (i = highest_zoneidx; i >= 0; i--) {
3620                 zone = pgdat->node_zones + i;
3621                 if (!managed_zone(zone))
3622                         continue;
3623
3624                 if (zone->watermark_boost)
3625                         return true;
3626         }
3627
3628         return false;
3629 }
3630
3631 /*
3632  * Returns true if there is an eligible zone balanced for the request order
3633  * and highest_zoneidx
3634  */
3635 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int highest_zoneidx)
3636 {
3637         int i;
3638         unsigned long mark = -1;
3639         struct zone *zone;
3640
3641         /*
3642          * Check watermarks bottom-up as lower zones are more likely to
3643          * meet watermarks.
3644          */
3645         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
3646                 zone = pgdat->node_zones + i;
3647
3648                 if (!managed_zone(zone))
3649                         continue;
3650
3651                 mark = high_wmark_pages(zone);
3652                 if (zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, highest_zoneidx))
3653                         return true;
3654         }
3655
3656         /*
3657          * If a node has no populated zone within highest_zoneidx, it does not
3658          * need balancing by definition. This can happen if a zone-restricted
3659          * allocation tries to wake a remote kswapd.
3660          */
3661         if (mark == -1)
3662                 return true;
3663
3664         return false;
3665 }
3666
3667 /* Clear pgdat state for congested, dirty or under writeback. */
3668 static void clear_pgdat_congested(pg_data_t *pgdat)
3669 {
3670         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NULL, pgdat);
3671
3672         clear_bit(LRUVEC_CONGESTED, &lruvec->flags);
3673         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
3674         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
3675 }
3676
3677 /*
3678  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3679  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3680  *
3681  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3682  */
3683 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order,
3684                                 int highest_zoneidx)
3685 {
3686         /*
3687          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3688          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
3689          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3690          * throttled. There is also a potential race if processes get
3691          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3692          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3693          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3694          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3695          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3696          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3697          * that here we are under prepare_to_wait().
3698          */
3699         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3700                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3701
3702         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3703         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3704                 return true;
3705
3706         if (pgdat_balanced(pgdat, order, highest_zoneidx)) {
3707                 clear_pgdat_congested(pgdat);
3708                 return true;
3709         }
3710
3711         return false;
3712 }
3713
3714 /*
3715  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3716  * zone that is currently unbalanced.
3717  *
3718  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3719  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3720  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3721  */
3722 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3723                                struct scan_control *sc)
3724 {
3725         struct zone *zone;
3726         int z;
3727
3728         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3729         sc->nr_to_reclaim = 0;
3730         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3731                 zone = pgdat->node_zones + z;
3732                 if (!managed_zone(zone))
3733                         continue;
3734
3735                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3736         }
3737
3738         /*
3739          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3740          * now pressure is applied based on node LRU order.
3741          */
3742         shrink_node(pgdat, sc);
3743
3744         /*
3745          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3746          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3747          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3748          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3749          * can direct reclaim/compact.
3750          */
3751         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3752                 sc->order = 0;
3753
3754         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3755 }
3756
3757 /* Page allocator PCP high watermark is lowered if reclaim is active. */
3758 static inline void
3759 update_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx, bool active)
3760 {
3761         int i;
3762         struct zone *zone;
3763
3764         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
3765                 zone = pgdat->node_zones + i;
3766
3767                 if (!managed_zone(zone))
3768                         continue;
3769
3770                 if (active)
3771                         set_bit(ZONE_RECLAIM_ACTIVE, &zone->flags);
3772                 else
3773                         clear_bit(ZONE_RECLAIM_ACTIVE, &zone->flags);
3774         }
3775 }
3776
3777 static inline void
3778 set_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
3779 {
3780         update_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx, true);
3781 }
3782
3783 static inline void
3784 clear_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
3785 {
3786         update_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx, false);
3787 }
3788
3789 /*
3790  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3791  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3792  * balanced.
3793  *
3794  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3795  *
3796  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3797  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3798  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page in that zone
3799  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3800  * balanced.
3801  */
3802 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int highest_zoneidx)
3803 {
3804         int i;
3805         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3806         unsigned long nr_soft_scanned;
3807         unsigned long pflags;
3808         unsigned long nr_boost_reclaim;
3809         unsigned long zone_boosts[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
3810         bool boosted;
3811         struct zone *zone;
3812         struct scan_control sc = {
3813                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3814                 .order = order,
3815                 .may_unmap = 1,
3816         };
3817
3818         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
3819         psi_memstall_enter(&pflags);
3820         __fs_reclaim_acquire(_THIS_IP_);
3821
3822         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3823
3824         /*
3825          * Account for the reclaim boost. Note that the zone boost is left in
3826          * place so that parallel allocations that are near the watermark will
3827          * stall or direct reclaim until kswapd is finished.
3828          */
3829         nr_boost_reclaim = 0;
3830         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
3831                 zone = pgdat->node_zones + i;
3832                 if (!managed_zone(zone))
3833                         continue;
3834
3835                 nr_boost_reclaim += zone->watermark_boost;
3836                 zone_boosts[i] = zone->watermark_boost;
3837         }
3838         boosted = nr_boost_reclaim;
3839
3840 restart:
3841         set_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx);
3842         sc.priority = DEF_PRIORITY;
3843         do {
3844                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
3845                 bool raise_priority = true;
3846                 bool balanced;
3847                 bool ret;
3848
3849                 sc.reclaim_idx = highest_zoneidx;
3850
3851                 /*
3852                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3853                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3854                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3855                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3856                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3857                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3858                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3859                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3860                  */
3861                 if (buffer_heads_over_limit) {
3862                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3863                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3864                                 if (!managed_zone(zone))
3865                                         continue;
3866
3867                                 sc.reclaim_idx = i;
3868                                 break;
3869                         }
3870                 }
3871
3872                 /*
3873                  * If the pgdat is imbalanced then ignore boosting and preserve
3874                  * the watermarks for a later time and restart. Note that the
3875                  * zone watermarks will be still reset at the end of balancing
3876                  * on the grounds that the normal reclaim should be enough to
3877                  * re-evaluate if boosting is required when kswapd next wakes.
3878                  */
3879                 balanced = pgdat_balanced(pgdat, sc.order, highest_zoneidx);
3880                 if (!balanced && nr_boost_reclaim) {
3881                         nr_boost_reclaim = 0;
3882                         goto restart;
3883                 }
3884
3885                 /*
3886                  * If boosting is not active then only reclaim if there are no
3887                  * eligible zones. Note that sc.reclaim_idx is not used as
3888                  * buffer_heads_over_limit may have adjusted it.
3889                  */
3890                 if (!nr_boost_reclaim && balanced)
3891                         goto out;
3892
3893                 /* Limit the priority of boosting to avoid reclaim writeback */
3894                 if (nr_boost_reclaim && sc.priority == DEF_PRIORITY - 2)
3895                         raise_priority = false;
3896
3897                 /*
3898                  * Do not writeback or swap pages for boosted reclaim. The
3899                  * intent is to relieve pressure not issue sub-optimal IO
3900                  * from reclaim context. If no pages are reclaimed, the
3901                  * reclaim will be aborted.
3902                  */
3903                 sc.may_writepage = !laptop_mode && !nr_boost_reclaim;
3904                 sc.may_swap = !nr_boost_reclaim;
3905
3906                 /*
3907                  * Do some background aging of the anon list, to give
3908                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3909                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3910                  * about consistent aging.
3911                  */
3912                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3913
3914                 /*
3915                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3916                  * even in laptop mode.
3917                  */
3918                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3919                         sc.may_writepage = 1;
3920
3921                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3922                 sc.nr_scanned = 0;
3923                 nr_soft_scanned = 0;
3924                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3925                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3926                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3927
3928                 /*
3929                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3930                  * enough pages are already being scanned that that high
3931                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3932                  */
3933                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3934                         raise_priority = false;
3935
3936                 /*
3937                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3938                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3939                  * able to safely make forward progress. Wake them
3940                  */
3941                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3942                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
3943                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3944
3945                 /* Check if kswapd should be suspending */
3946                 __fs_reclaim_release(_THIS_IP_);
3947                 ret = try_to_freeze();
3948                 __fs_reclaim_acquire(_THIS_IP_);
3949                 if (ret || kthread_should_stop())
3950                         break;
3951
3952                 /*
3953                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3954                  * progress in reclaiming pages
3955                  */
3956                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
3957                 nr_boost_reclaim -= min(nr_boost_reclaim, nr_reclaimed);
3958
3959                 /*
3960                  * If reclaim made no progress for a boost, stop reclaim as
3961                  * IO cannot be queued and it could be an infinite loop in
3962                  * extreme circumstances.
3963                  */
3964                 if (nr_boost_reclaim && !nr_reclaimed)
3965                         break;
3966
3967                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
3968                         sc.priority--;
3969         } while (sc.priority >= 1);
3970
3971         if (!sc.nr_reclaimed)
3972                 pgdat->kswapd_failures++;
3973
3974 out:
3975         clear_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx);
3976
3977         /* If reclaim was boosted, account for the reclaim done in this pass */
3978         if (boosted) {
3979                 unsigned long flags;
3980
3981                 for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
3982                         if (!zone_boosts[i])
3983                                 continue;
3984
3985                         /* Increments are under the zone lock */
3986                         zone = pgdat->node_zones + i;
3987                         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
3988                         zone->watermark_boost -= min(zone->watermark_boost, zone_boosts[i]);
3989                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
3990                 }
3991
3992                 /*
3993                  * As there is now likely space, wakeup kcompact to defragment
3994                  * pageblocks.
3995                  */
3996                 wakeup_kcompactd(pgdat, pageblock_order, highest_zoneidx);
3997         }
3998
3999         snapshot_refaults(NULL, pgdat);
4000         __fs_reclaim_release(_THIS_IP_);
4001         psi_memstall_leave(&pflags);
4002         set_task_reclaim_state(current, NULL);
4003
4004         /*
4005          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
4006          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
4007          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
4008          * remain at the higher level.
4009          */
4010         return sc.order;
4011 }
4012
4013 /*
4014  * The pgdat->kswapd_highest_zoneidx is used to pass the highest zone index to
4015  * be reclaimed by kswapd from the waker. If the value is MAX_NR_ZONES which is
4016  * not a valid index then either kswapd runs for first time or kswapd couldn't
4017  * sleep after previous reclaim attempt (node is still unbalanced). In that
4018  * case return the zone index of the previous kswapd reclaim cycle.
4019  */
4020 static enum zone_type kswapd_highest_zoneidx(pg_data_t *pgdat,
4021                                            enum zone_type prev_highest_zoneidx)
4022 {
4023         enum zone_type curr_idx = READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx);
4024
4025         return curr_idx == MAX_NR_ZONES ? prev_highest_zoneidx : curr_idx;
4026 }
4027
4028 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
4029                                 unsigned int highest_zoneidx)
4030 {
4031         long remaining = 0;
4032         DEFINE_WAIT(wait);
4033
4034         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
4035                 return;
4036
4037         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
4038
4039         /*
4040          * Try to sleep for a short interval. Note that kcompactd will only be
4041          * woken if it is possible to sleep for a short interval. This is
4042          * deliberate on the assumption that if reclaim cannot keep an
4043          * eligible zone balanced that it's also unlikely that compaction will
4044          * succeed.
4045          */
4046         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, highest_zoneidx)) {
4047                 /*
4048                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
4049                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
4050                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
4051                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
4052                  */
4053                 reset_isolation_suitable(pgdat);
4054
4055                 /*
4056                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
4057                  * allocation of the requested order possible.
4058                  */
4059                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, highest_zoneidx);
4060
4061                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
4062
4063                 /*
4064                  * If woken prematurely then reset kswapd_highest_zoneidx and
4065                  * order. The values will either be from a wakeup request or
4066                  * the previous request that slept prematurely.
4067                  */
4068                 if (remaining) {
4069                         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx,
4070                                         kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
4071                                                         highest_zoneidx));
4072
4073                         if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_order) < reclaim_order)
4074                                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
4075                 }
4076
4077                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
4078                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
4079         }
4080
4081         /*
4082          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
4083          * go fully to sleep until explicitly woken up.
4084          */
4085         if (!remaining &&
4086             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, highest_zoneidx)) {
4087                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
4088
4089                 /*
4090                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
4091                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
4092                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
4093                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
4094                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
4095                  * them before going back to sleep.
4096                  */
4097                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
4098
4099                 if (!kthread_should_stop())
4100                         schedule();
4101
4102                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
4103         } else {
4104                 if (remaining)
4105                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
4106                 else
4107                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
4108         }
4109         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
4110 }
4111
4112 /*
4113  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
4114  * from the init process.
4115  *
4116  * This basically trickles out pages so that we have _some_
4117  * free memory available even if there is no other activity
4118  * that frees anything up. This is needed for things like routing
4119  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
4120  * asynchronous contexts that cannot page things out.
4121  *
4122  * If there are applications that are active memory-allocators
4123  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
4124  */
4125 static int kswapd(void *p)
4126 {
4127         unsigned int alloc_order, reclaim_order;
4128         unsigned int highest_zoneidx = MAX_NR_ZONES - 1;
4129         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)p;
4130         struct task_struct *tsk = current;
4131         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
4132
4133         if (!cpumask_empty(cpumask))
4134                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
4135
4136         /*
4137          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
4138          * and that if we need more memory we should get access to it
4139          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
4140          * never get caught in the normal page freeing logic.
4141          *
4142          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
4143          * you need a small amount of memory in order to be able to
4144          * page out something else, and this flag essentially protects
4145          * us from recursively trying to free more memory as we're
4146          * trying to free the first piece of memory in the first place).
4147          */
4148         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
4149         set_freezable();
4150
4151         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, 0);
4152         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, MAX_NR_ZONES);
4153         for ( ; ; ) {
4154                 bool ret;
4155
4156                 alloc_order = reclaim_order = READ_ONCE(pgdat->kswapd_order);
4157                 highest_zoneidx = kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
4158                                                         highest_zoneidx);
4159
4160 kswapd_try_sleep:
4161                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
4162                                         highest_zoneidx);
4163
4164                 /* Read the new order and highest_zoneidx */
4165                 alloc_order = READ_ONCE(pgdat->kswapd_order);
4166                 highest_zoneidx = kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
4167                                                         highest_zoneidx);
4168                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, 0);
4169                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, MAX_NR_ZONES);
4170
4171                 ret = try_to_freeze();
4172                 if (kthread_should_stop())
4173                         break;
4174
4175                 /*
4176                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
4177                  * after returning from the refrigerator
4178                  */
4179                 if (ret)
4180                         continue;
4181
4182                 /*
4183                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
4184                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
4185                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
4186                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
4187                  * but kcompactd is woken to compact for the original
4188                  * request (alloc_order).
4189                  */
4190                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, highest_zoneidx,
4191                                                 alloc_order);
4192                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order,
4193                                                 highest_zoneidx);
4194                 if (reclaim_order < alloc_order)
4195                         goto kswapd_try_sleep;
4196         }
4197
4198         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
4199
4200         return 0;
4201 }
4202
4203 /*
4204  * A zone is low on free memory or too fragmented for high-order memory.  If
4205  * kswapd should reclaim (direct reclaim is deferred), wake it up for the zone's
4206  * pgdat.  It will wake up kcompactd after reclaiming memory.  If kswapd reclaim
4207  * has failed or is not needed, still wake up kcompactd if only compaction is
4208  * needed.
4209  */
4210 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, gfp_t gfp_flags, int order,
4211                    enum zone_type highest_zoneidx)
4212 {
4213         pg_data_t *pgdat;
4214         enum zone_type curr_idx;
4215
4216         if (!managed_zone(zone))
4217                 return;
4218
4219         if (!cpuset_zone_allowed(zone, gfp_flags))
4220                 return;
4221
4222         pgdat = zone->zone_pgdat;
4223         curr_idx = READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx);
4224
4225         if (curr_idx == MAX_NR_ZONES || curr_idx < highest_zoneidx)
4226                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, highest_zoneidx);
4227
4228         if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_order) < order)
4229                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, order);
4230
4231         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
4232                 return;
4233
4234         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim if possible */
4235         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES ||
4236             (pgdat_balanced(pgdat, order, highest_zoneidx) &&
4237              !pgdat_watermark_boosted(pgdat, highest_zoneidx))) {
4238                 /*
4239                  * There may be plenty of free memory available, but it's too
4240                  * fragmented for high-order allocations.  Wake up kcompactd
4241                  * and rely on compaction_suitable() to determine if it's
4242                  * needed.  If it fails, it will defer subsequent attempts to
4243                  * ratelimit its work.
4244                  */
4245                 if (!(gfp_flags & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
4246                         wakeup_kcompactd(pgdat, order, highest_zoneidx);
4247                 return;
4248         }
4249
4250         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, highest_zoneidx, order,
4251                                       gfp_flags);
4252         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
4253 }
4254
4255 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
4256 /*
4257  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
4258  * freed pages.
4259  *
4260  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
4261  * LRU order by reclaiming preferentially
4262  * inactive > active > active referenced > active mapped
4263  */
4264 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
4265 {
4266         struct scan_control sc = {
4267                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
4268                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
4269                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
4270                 .priority = DEF_PRIORITY,
4271                 .may_writepage = 1,
4272                 .may_unmap = 1,
4273                 .may_swap = 1,
4274                 .hibernation_mode = 1,
4275         };
4276         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
4277         unsigned long nr_reclaimed;
4278         unsigned int noreclaim_flag;
4279
4280         fs_reclaim_acquire(sc.gfp_mask);
4281         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
4282         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
4283
4284         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
4285
4286         set_task_reclaim_state(current, NULL);
4287         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
4288         fs_reclaim_release(sc.gfp_mask);
4289
4290         return nr_reclaimed;
4291 }
4292 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
4293
4294 /*
4295  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
4296  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
4297  */
4298 int kswapd_run(int nid)
4299 {
4300         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
4301         int ret = 0;
4302
4303         if (pgdat->kswapd)
4304                 return 0;
4305
4306         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
4307         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
4308                 /* failure at boot is fatal */
4309                 BUG_ON(system_state < SYSTEM_RUNNING);
4310                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
4311                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
4312                 pgdat->kswapd = NULL;
4313         }
4314         return ret;
4315 }
4316
4317 /*
4318  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
4319  * hold mem_hotplug_begin/end().
4320  */
4321 void kswapd_stop(int nid)
4322 {
4323         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
4324
4325         if (kswapd) {
4326                 kthread_stop(kswapd);
4327                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
4328         }
4329 }
4330
4331 static int __init kswapd_init(void)
4332 {
4333         int nid;
4334
4335         swap_setup();
4336         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4337                 kswapd_run(nid);
4338         return 0;
4339 }
4340
4341 module_init(kswapd_init)
4342
4343 #ifdef CONFIG_NUMA
4344 /*
4345  * Node reclaim mode
4346  *
4347  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
4348  * the watermarks.
4349  */
4350 int node_reclaim_mode __read_mostly;
4351
4352 /*
4353  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
4354  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
4355  * a zone.
4356  */
4357 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
4358
4359 /*
4360  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
4361  * occur.
4362  */
4363 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
4364
4365 /*
4366  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
4367  * slab reclaim needs to occur.
4368  */
4369 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
4370
4371 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
4372 {
4373         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
4374         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
4375                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
4376
4377         /*
4378          * It's possible for there to be more file mapped pages than
4379          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
4380          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
4381          */
4382         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
4383 }
4384
4385 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
4386 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
4387 {
4388         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
4389         unsigned long delta = 0;
4390
4391         /*
4392          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
4393          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
4394          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
4395          * a better estimate
4396          */
4397         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
4398                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
4399         else
4400                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
4401
4402         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
4403         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
4404                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
4405
4406         /* Watch for any possible underflows due to delta */
4407         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
4408                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
4409
4410         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
4411 }
4412
4413 /*
4414  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
4415  */
4416 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
4417 {
4418         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
4419         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
4420         struct task_struct *p = current;
4421         unsigned int noreclaim_flag;
4422         struct scan_control sc = {
4423                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
4424                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
4425                 .order = order,
4426                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
4427                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
4428                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
4429                 .may_swap = 1,
4430                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
4431         };
4432         unsigned long pflags;
4433
4434         trace_mm_vmscan_node_reclaim_begin(pgdat->node_id, order,
4435                                            sc.gfp_mask);
4436
4437         cond_resched();
4438         psi_memstall_enter(&pflags);
4439         fs_reclaim_acquire(sc.gfp_mask);
4440         /*
4441          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
4442          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
4443          * and RECLAIM_UNMAP.
4444          */
4445         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
4446         p->flags |= PF_SWAPWRITE;
4447         set_task_reclaim_state(p, &sc.reclaim_state);
4448
4449         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
4450                 /*
4451                  * Free memory by calling shrink node with increasing
4452                  * priorities until we have enough memory freed.
4453                  */
4454                 do {
4455                         shrink_node(pgdat, &sc);
4456                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
4457         }
4458
4459         set_task_reclaim_state(p, NULL);
4460         current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
4461         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
4462         fs_reclaim_release(sc.gfp_mask);
4463         psi_memstall_leave(&pflags);
4464
4465         trace_mm_vmscan_node_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
4466
4467         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
4468 }
4469
4470 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
4471 {
4472         int ret;
4473
4474         /*
4475          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
4476          * slab pages if we are over the defined limits.
4477          *
4478          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
4479          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
4480          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
4481          * if less than a specified percentage of the node is used by
4482          * unmapped file backed pages.
4483          */
4484         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
4485             node_page_state_pages(pgdat, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) <=
4486             pgdat->min_slab_pages)
4487                 return NODE_RECLAIM_FULL;
4488
4489         /*
4490          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
4491          */
4492         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
4493                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
4494
4495         /*
4496          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
4497          * have associated processors. This will favor the local processor
4498          * over remote processors and spread off node memory allocations
4499          * as wide as possible.
4500          */
4501         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
4502                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
4503
4504         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
4505                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
4506
4507         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
4508         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
4509
4510         if (!ret)
4511                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
4512
4513         return ret;
4514 }
4515 #endif
4516
4517 /**
4518  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to
4519  * appropriate zone lru list
4520  * @pvec: pagevec with lru pages to check
4521  *
4522  * Checks pages for evictability, if an evictable page is in the unevictable
4523  * lru list, moves it to the appropriate evictable lru list. This function
4524  * should be only used for lru pages.
4525  */
4526 void check_move_unevictable_pages(struct pagevec *pvec)
4527 {
4528         struct lruvec *lruvec = NULL;
4529         int pgscanned = 0;
4530         int pgrescued = 0;
4531         int i;
4532
4533         for (i = 0; i < pvec->nr; i++) {
4534                 struct page *page = pvec->pages[i];
4535                 int nr_pages;
4536
4537                 if (PageTransTail(page))
4538                         continue;
4539
4540                 nr_pages = thp_nr_pages(page);
4541                 pgscanned += nr_pages;
4542
4543                 /* block memcg migration during page moving between lru */
4544                 if (!TestClearPageLRU(page))
4545                         continue;
4546
4547                 lruvec = relock_page_lruvec_irq(page, lruvec);
4548                 if (page_evictable(page) && PageUnevictable(page)) {
4549                         del_page_from_lru_list(page, lruvec);
4550                         ClearPageUnevictable(page);
4551                         add_page_to_lru_list(page, lruvec);
4552                         pgrescued += nr_pages;
4553                 }
4554                 SetPageLRU(page);
4555         }
4556
4557         if (lruvec) {
4558                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
4559                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
4560                 unlock_page_lruvec_irq(lruvec);
4561         } else if (pgscanned) {
4562                 count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
4563         }
4564 }
4565 EXPORT_SYMBOL_GPL(check_move_unevictable_pages);