make sure that freeing shmem fast symlinks is RCU-delayed
[linux-drm-fsl-dcu.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/balloon_compaction.h>
55
56 #include "internal.h"
57
58 #define CREATE_TRACE_POINTS
59 #include <trace/events/vmscan.h>
60
61 struct scan_control {
62         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
63         unsigned long nr_to_reclaim;
64
65         /* This context's GFP mask */
66         gfp_t gfp_mask;
67
68         /* Allocation order */
69         int order;
70
71         /*
72          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
73          * are scanned.
74          */
75         nodemask_t      *nodemask;
76
77         /*
78          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
79          * primary target of this reclaim invocation.
80          */
81         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
82
83         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
84         int priority;
85
86         unsigned int may_writepage:1;
87
88         /* Can mapped pages be reclaimed? */
89         unsigned int may_unmap:1;
90
91         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
92         unsigned int may_swap:1;
93
94         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
95         unsigned int may_thrash:1;
96
97         unsigned int hibernation_mode:1;
98
99         /* One of the zones is ready for compaction */
100         unsigned int compaction_ready:1;
101
102         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
103         unsigned long nr_scanned;
104
105         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
106         unsigned long nr_reclaimed;
107 };
108
109 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
110 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
111         do {                                                            \
112                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
113                         struct page *prev;                              \
114                                                                         \
115                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
116                         prefetch(&prev->_field);                        \
117                 }                                                       \
118         } while (0)
119 #else
120 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
121 #endif
122
123 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
124 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
125         do {                                                            \
126                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
127                         struct page *prev;                              \
128                                                                         \
129                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
130                         prefetchw(&prev->_field);                       \
131                 }                                                       \
132         } while (0)
133 #else
134 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
135 #endif
136
137 /*
138  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
139  */
140 int vm_swappiness = 60;
141 /*
142  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
143  * zones.
144  */
145 unsigned long vm_total_pages;
146
147 static LIST_HEAD(shrinker_list);
148 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
149
150 #ifdef CONFIG_MEMCG
151 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
152 {
153         return !sc->target_mem_cgroup;
154 }
155
156 /**
157  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
158  * @sc: scan_control in question
159  *
160  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
161  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
162  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
163  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
164  * allocation and configurability.
165  *
166  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
167  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
168  */
169 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
170 {
171         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
172
173         if (!memcg)
174                 return true;
175 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
176         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
177                 return true;
178 #endif
179         return false;
180 }
181 #else
182 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
183 {
184         return true;
185 }
186
187 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
188 {
189         return true;
190 }
191 #endif
192
193 static unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
194 {
195         unsigned long nr;
196
197         nr = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
198              zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
199              zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE);
200
201         if (get_nr_swap_pages() > 0)
202                 nr += zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON) +
203                       zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON) +
204                       zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
205
206         return nr;
207 }
208
209 bool zone_reclaimable(struct zone *zone)
210 {
211         return zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED) <
212                 zone_reclaimable_pages(zone) * 6;
213 }
214
215 static unsigned long get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
216 {
217         if (!mem_cgroup_disabled())
218                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
219
220         return zone_page_state(lruvec_zone(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
221 }
222
223 /*
224  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
225  */
226 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
227 {
228         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
229
230         /*
231          * If we only have one possible node in the system anyway, save
232          * ourselves the trouble and disable NUMA aware behavior. This way we
233          * will save memory and some small loop time later.
234          */
235         if (nr_node_ids == 1)
236                 shrinker->flags &= ~SHRINKER_NUMA_AWARE;
237
238         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
239                 size *= nr_node_ids;
240
241         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
242         if (!shrinker->nr_deferred)
243                 return -ENOMEM;
244
245         down_write(&shrinker_rwsem);
246         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
247         up_write(&shrinker_rwsem);
248         return 0;
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
251
252 /*
253  * Remove one
254  */
255 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
256 {
257         down_write(&shrinker_rwsem);
258         list_del(&shrinker->list);
259         up_write(&shrinker_rwsem);
260         kfree(shrinker->nr_deferred);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
263
264 #define SHRINK_BATCH 128
265
266 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
267                                     struct shrinker *shrinker,
268                                     unsigned long nr_scanned,
269                                     unsigned long nr_eligible)
270 {
271         unsigned long freed = 0;
272         unsigned long long delta;
273         long total_scan;
274         long freeable;
275         long nr;
276         long new_nr;
277         int nid = shrinkctl->nid;
278         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
279                                           : SHRINK_BATCH;
280
281         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
282         if (freeable == 0)
283                 return 0;
284
285         /*
286          * copy the current shrinker scan count into a local variable
287          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
288          * don't also do this scanning work.
289          */
290         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
291
292         total_scan = nr;
293         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
294         delta *= freeable;
295         do_div(delta, nr_eligible + 1);
296         total_scan += delta;
297         if (total_scan < 0) {
298                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
299                        shrinker->scan_objects, total_scan);
300                 total_scan = freeable;
301         }
302
303         /*
304          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
305          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
306          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
307          * nr being built up so when a shrink that can do some work
308          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
309          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
310          * memory.
311          *
312          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
313          * a large delta change is calculated directly.
314          */
315         if (delta < freeable / 4)
316                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
317
318         /*
319          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
320          * never try to free more than twice the estimate number of
321          * freeable entries.
322          */
323         if (total_scan > freeable * 2)
324                 total_scan = freeable * 2;
325
326         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
327                                    nr_scanned, nr_eligible,
328                                    freeable, delta, total_scan);
329
330         /*
331          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
332          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
333          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
334          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
335          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
336          * objects spread over several slabs with usage less than the
337          * batch_size.
338          *
339          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
340          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
341          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
342          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
343          * possible.
344          */
345         while (total_scan >= batch_size ||
346                total_scan >= freeable) {
347                 unsigned long ret;
348                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
349
350                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
351                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
352                 if (ret == SHRINK_STOP)
353                         break;
354                 freed += ret;
355
356                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
357                 total_scan -= nr_to_scan;
358
359                 cond_resched();
360         }
361
362         /*
363          * move the unused scan count back into the shrinker in a
364          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
365          * scan, there is no need to do an update.
366          */
367         if (total_scan > 0)
368                 new_nr = atomic_long_add_return(total_scan,
369                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
370         else
371                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
372
373         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
374         return freed;
375 }
376
377 /**
378  * shrink_slab - shrink slab caches
379  * @gfp_mask: allocation context
380  * @nid: node whose slab caches to target
381  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
382  * @nr_scanned: pressure numerator
383  * @nr_eligible: pressure denominator
384  *
385  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
386  *
387  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
388  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
389  *
390  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
391  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
392  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise all shrinkers
393  * are called, and memcg aware shrinkers are supposed to scan the
394  * global list then.
395  *
396  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
397  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
398  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
399  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
400  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
401  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
402  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
403  *
404  * Returns the number of reclaimed slab objects.
405  */
406 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
407                                  struct mem_cgroup *memcg,
408                                  unsigned long nr_scanned,
409                                  unsigned long nr_eligible)
410 {
411         struct shrinker *shrinker;
412         unsigned long freed = 0;
413
414         if (memcg && !memcg_kmem_online(memcg))
415                 return 0;
416
417         if (nr_scanned == 0)
418                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
419
420         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
421                 /*
422                  * If we would return 0, our callers would understand that we
423                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
424                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
425                  * time.
426                  */
427                 freed = 1;
428                 goto out;
429         }
430
431         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
432                 struct shrink_control sc = {
433                         .gfp_mask = gfp_mask,
434                         .nid = nid,
435                         .memcg = memcg,
436                 };
437
438                 if (memcg && !(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
439                         continue;
440
441                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
442                         sc.nid = 0;
443
444                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
445         }
446
447         up_read(&shrinker_rwsem);
448 out:
449         cond_resched();
450         return freed;
451 }
452
453 void drop_slab_node(int nid)
454 {
455         unsigned long freed;
456
457         do {
458                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
459
460                 freed = 0;
461                 do {
462                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
463                                              1000, 1000);
464                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
465         } while (freed > 10);
466 }
467
468 void drop_slab(void)
469 {
470         int nid;
471
472         for_each_online_node(nid)
473                 drop_slab_node(nid);
474 }
475
476 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
477 {
478         /*
479          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
480          * that isolated the page, the page cache radix tree and
481          * optional buffer heads at page->private.
482          */
483         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
484 }
485
486 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
487 {
488         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
489                 return 1;
490         if (!inode_write_congested(inode))
491                 return 1;
492         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
493                 return 1;
494         return 0;
495 }
496
497 /*
498  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
499  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
500  * fsync(), msync() or close().
501  *
502  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
503  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
504  * that page is locked, the mapping is pinned.
505  *
506  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
507  * __GFP_FS.
508  */
509 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
510                                 struct page *page, int error)
511 {
512         lock_page(page);
513         if (page_mapping(page) == mapping)
514                 mapping_set_error(mapping, error);
515         unlock_page(page);
516 }
517
518 /* possible outcome of pageout() */
519 typedef enum {
520         /* failed to write page out, page is locked */
521         PAGE_KEEP,
522         /* move page to the active list, page is locked */
523         PAGE_ACTIVATE,
524         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
525         PAGE_SUCCESS,
526         /* page is clean and locked */
527         PAGE_CLEAN,
528 } pageout_t;
529
530 /*
531  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
532  * Calls ->writepage().
533  */
534 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
535                          struct scan_control *sc)
536 {
537         /*
538          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
539          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
540          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
541          * stalls if we need to run get_block().  We could test
542          * PagePrivate for that.
543          *
544          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
545          * this page's queue, we can perform writeback even if that
546          * will block.
547          *
548          * If the page is swapcache, write it back even if that would
549          * block, for some throttling. This happens by accident, because
550          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
551          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
552          */
553         if (!is_page_cache_freeable(page))
554                 return PAGE_KEEP;
555         if (!mapping) {
556                 /*
557                  * Some data journaling orphaned pages can have
558                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
559                  */
560                 if (page_has_private(page)) {
561                         if (try_to_free_buffers(page)) {
562                                 ClearPageDirty(page);
563                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
564                                 return PAGE_CLEAN;
565                         }
566                 }
567                 return PAGE_KEEP;
568         }
569         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
570                 return PAGE_ACTIVATE;
571         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
572                 return PAGE_KEEP;
573
574         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
575                 int res;
576                 struct writeback_control wbc = {
577                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
578                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
579                         .range_start = 0,
580                         .range_end = LLONG_MAX,
581                         .for_reclaim = 1,
582                 };
583
584                 SetPageReclaim(page);
585                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
586                 if (res < 0)
587                         handle_write_error(mapping, page, res);
588                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
589                         ClearPageReclaim(page);
590                         return PAGE_ACTIVATE;
591                 }
592
593                 if (!PageWriteback(page)) {
594                         /* synchronous write or broken a_ops? */
595                         ClearPageReclaim(page);
596                 }
597                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
598                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
599                 return PAGE_SUCCESS;
600         }
601
602         return PAGE_CLEAN;
603 }
604
605 /*
606  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
607  * gets returned with a refcount of 0.
608  */
609 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
610                             bool reclaimed)
611 {
612         unsigned long flags;
613         struct mem_cgroup *memcg;
614
615         BUG_ON(!PageLocked(page));
616         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
617
618         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
619         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
620         /*
621          * The non racy check for a busy page.
622          *
623          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
624          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
625          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
626          * here, then the following race may occur:
627          *
628          * get_user_pages(&page);
629          * [user mapping goes away]
630          * write_to(page);
631          *                              !PageDirty(page)    [good]
632          * SetPageDirty(page);
633          * put_page(page);
634          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
635          *
636          * [oops, our write_to data is lost]
637          *
638          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
639          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
640          * load is not satisfied before that of page->_count.
641          *
642          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
643          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
644          */
645         if (!page_freeze_refs(page, 2))
646                 goto cannot_free;
647         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
648         if (unlikely(PageDirty(page))) {
649                 page_unfreeze_refs(page, 2);
650                 goto cannot_free;
651         }
652
653         if (PageSwapCache(page)) {
654                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
655                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
656                 __delete_from_swap_cache(page);
657                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
658                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
659                 swapcache_free(swap);
660         } else {
661                 void (*freepage)(struct page *);
662                 void *shadow = NULL;
663
664                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
665                 /*
666                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
667                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
668                  *
669                  * But don't store shadows in an address space that is
670                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
671                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
672                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
673                  * back.
674                  */
675                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
676                     !mapping_exiting(mapping))
677                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
678                 __delete_from_page_cache(page, shadow, memcg);
679                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
680                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
681
682                 if (freepage != NULL)
683                         freepage(page);
684         }
685
686         return 1;
687
688 cannot_free:
689         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
690         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
691         return 0;
692 }
693
694 /*
695  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
696  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
697  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
698  * this page.
699  */
700 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
701 {
702         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
703                 /*
704                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
705                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
706                  * atomic operation.
707                  */
708                 page_unfreeze_refs(page, 1);
709                 return 1;
710         }
711         return 0;
712 }
713
714 /**
715  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
716  * @page: page to be put back to appropriate lru list
717  *
718  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
719  * Page may still be unevictable for other reasons.
720  *
721  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
722  */
723 void putback_lru_page(struct page *page)
724 {
725         bool is_unevictable;
726         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
727
728         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
729
730 redo:
731         ClearPageUnevictable(page);
732
733         if (page_evictable(page)) {
734                 /*
735                  * For evictable pages, we can use the cache.
736                  * In event of a race, worst case is we end up with an
737                  * unevictable page on [in]active list.
738                  * We know how to handle that.
739                  */
740                 is_unevictable = false;
741                 lru_cache_add(page);
742         } else {
743                 /*
744                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
745                  * list.
746                  */
747                 is_unevictable = true;
748                 add_page_to_unevictable_list(page);
749                 /*
750                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
751                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
752                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
753                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
754                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
755                  * the page back to the evictable list.
756                  *
757                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
758                  */
759                 smp_mb();
760         }
761
762         /*
763          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
764          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
765          * check after we added it to the list, again.
766          */
767         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
768                 if (!isolate_lru_page(page)) {
769                         put_page(page);
770                         goto redo;
771                 }
772                 /* This means someone else dropped this page from LRU
773                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
774                  * nothing to do here.
775                  */
776         }
777
778         if (was_unevictable && !is_unevictable)
779                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
780         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
781                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
782
783         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
784 }
785
786 enum page_references {
787         PAGEREF_RECLAIM,
788         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
789         PAGEREF_KEEP,
790         PAGEREF_ACTIVATE,
791 };
792
793 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
794                                                   struct scan_control *sc)
795 {
796         int referenced_ptes, referenced_page;
797         unsigned long vm_flags;
798
799         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
800                                           &vm_flags);
801         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
802
803         /*
804          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
805          * move the page to the unevictable list.
806          */
807         if (vm_flags & VM_LOCKED)
808                 return PAGEREF_RECLAIM;
809
810         if (referenced_ptes) {
811                 if (PageSwapBacked(page))
812                         return PAGEREF_ACTIVATE;
813                 /*
814                  * All mapped pages start out with page table
815                  * references from the instantiating fault, so we need
816                  * to look twice if a mapped file page is used more
817                  * than once.
818                  *
819                  * Mark it and spare it for another trip around the
820                  * inactive list.  Another page table reference will
821                  * lead to its activation.
822                  *
823                  * Note: the mark is set for activated pages as well
824                  * so that recently deactivated but used pages are
825                  * quickly recovered.
826                  */
827                 SetPageReferenced(page);
828
829                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
830                         return PAGEREF_ACTIVATE;
831
832                 /*
833                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
834                  */
835                 if (vm_flags & VM_EXEC)
836                         return PAGEREF_ACTIVATE;
837
838                 return PAGEREF_KEEP;
839         }
840
841         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
842         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
843                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
844
845         return PAGEREF_RECLAIM;
846 }
847
848 /* Check if a page is dirty or under writeback */
849 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
850                                        bool *dirty, bool *writeback)
851 {
852         struct address_space *mapping;
853
854         /*
855          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
856          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
857          */
858         if (!page_is_file_cache(page)) {
859                 *dirty = false;
860                 *writeback = false;
861                 return;
862         }
863
864         /* By default assume that the page flags are accurate */
865         *dirty = PageDirty(page);
866         *writeback = PageWriteback(page);
867
868         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
869         if (!page_has_private(page))
870                 return;
871
872         mapping = page_mapping(page);
873         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
874                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
875 }
876
877 /*
878  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
879  */
880 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
881                                       struct zone *zone,
882                                       struct scan_control *sc,
883                                       enum ttu_flags ttu_flags,
884                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
885                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
886                                       unsigned long *ret_nr_congested,
887                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
888                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
889                                       bool force_reclaim)
890 {
891         LIST_HEAD(ret_pages);
892         LIST_HEAD(free_pages);
893         int pgactivate = 0;
894         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
895         unsigned long nr_dirty = 0;
896         unsigned long nr_congested = 0;
897         unsigned long nr_reclaimed = 0;
898         unsigned long nr_writeback = 0;
899         unsigned long nr_immediate = 0;
900
901         cond_resched();
902
903         while (!list_empty(page_list)) {
904                 struct address_space *mapping;
905                 struct page *page;
906                 int may_enter_fs;
907                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
908                 bool dirty, writeback;
909                 bool lazyfree = false;
910                 int ret = SWAP_SUCCESS;
911
912                 cond_resched();
913
914                 page = lru_to_page(page_list);
915                 list_del(&page->lru);
916
917                 if (!trylock_page(page))
918                         goto keep;
919
920                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
921                 VM_BUG_ON_PAGE(page_zone(page) != zone, page);
922
923                 sc->nr_scanned++;
924
925                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
926                         goto cull_mlocked;
927
928                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
929                         goto keep_locked;
930
931                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
932                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
933                         sc->nr_scanned++;
934
935                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
936                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
937
938                 /*
939                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
940                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
941                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
942                  * is all dirty unqueued pages.
943                  */
944                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
945                 if (dirty || writeback)
946                         nr_dirty++;
947
948                 if (dirty && !writeback)
949                         nr_unqueued_dirty++;
950
951                 /*
952                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
953                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
954                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
955                  * end of the LRU a second time.
956                  */
957                 mapping = page_mapping(page);
958                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
959                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
960                     (writeback && PageReclaim(page)))
961                         nr_congested++;
962
963                 /*
964                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
965                  * are three cases to consider.
966                  *
967                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
968                  *    under writeback and this page is both under writeback and
969                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
970                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
971                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
972                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
973                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
974                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
975                  *    caller can stall after page list has been processed.
976                  *
977                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
978                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
979                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
980                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
981                  *    reclaim and continue scanning.
982                  *
983                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
984                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
985                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
986                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
987                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
988                  *    would probably show more reasons.
989                  *
990                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
991                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
992                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
993                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
994                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
995                  */
996                 if (PageWriteback(page)) {
997                         /* Case 1 above */
998                         if (current_is_kswapd() &&
999                             PageReclaim(page) &&
1000                             test_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags)) {
1001                                 nr_immediate++;
1002                                 goto keep_locked;
1003
1004                         /* Case 2 above */
1005                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1006                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1007                                 /*
1008                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1009                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1010                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1011                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1012                                  * enough to care.  What we do want is for this
1013                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1014                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1015                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1016                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1017                                  */
1018                                 SetPageReclaim(page);
1019                                 nr_writeback++;
1020                                 goto keep_locked;
1021
1022                         /* Case 3 above */
1023                         } else {
1024                                 unlock_page(page);
1025                                 wait_on_page_writeback(page);
1026                                 /* then go back and try same page again */
1027                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1028                                 continue;
1029                         }
1030                 }
1031
1032                 if (!force_reclaim)
1033                         references = page_check_references(page, sc);
1034
1035                 switch (references) {
1036                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1037                         goto activate_locked;
1038                 case PAGEREF_KEEP:
1039                         goto keep_locked;
1040                 case PAGEREF_RECLAIM:
1041                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1042                         ; /* try to reclaim the page below */
1043                 }
1044
1045                 /*
1046                  * Anonymous process memory has backing store?
1047                  * Try to allocate it some swap space here.
1048                  */
1049                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1050                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1051                                 goto keep_locked;
1052                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1053                                 goto activate_locked;
1054                         lazyfree = true;
1055                         may_enter_fs = 1;
1056
1057                         /* Adding to swap updated mapping */
1058                         mapping = page_mapping(page);
1059                 }
1060
1061                 /*
1062                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1063                  * processes. Try to unmap it here.
1064                  */
1065                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1066                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1067                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1068                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1069                         case SWAP_FAIL:
1070                                 goto activate_locked;
1071                         case SWAP_AGAIN:
1072                                 goto keep_locked;
1073                         case SWAP_MLOCK:
1074                                 goto cull_mlocked;
1075                         case SWAP_LZFREE:
1076                                 goto lazyfree;
1077                         case SWAP_SUCCESS:
1078                                 ; /* try to free the page below */
1079                         }
1080                 }
1081
1082                 if (PageDirty(page)) {
1083                         /*
1084                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1085                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1086                          * if many dirty pages have been encountered.
1087                          */
1088                         if (page_is_file_cache(page) &&
1089                                         (!current_is_kswapd() ||
1090                                          !test_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags))) {
1091                                 /*
1092                                  * Immediately reclaim when written back.
1093                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1094                                  * except we already have the page isolated
1095                                  * and know it's dirty
1096                                  */
1097                                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1098                                 SetPageReclaim(page);
1099
1100                                 goto keep_locked;
1101                         }
1102
1103                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1104                                 goto keep_locked;
1105                         if (!may_enter_fs)
1106                                 goto keep_locked;
1107                         if (!sc->may_writepage)
1108                                 goto keep_locked;
1109
1110                         /*
1111                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1112                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1113                          * starts and then write it out here.
1114                          */
1115                         try_to_unmap_flush_dirty();
1116                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1117                         case PAGE_KEEP:
1118                                 goto keep_locked;
1119                         case PAGE_ACTIVATE:
1120                                 goto activate_locked;
1121                         case PAGE_SUCCESS:
1122                                 if (PageWriteback(page))
1123                                         goto keep;
1124                                 if (PageDirty(page))
1125                                         goto keep;
1126
1127                                 /*
1128                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1129                                  * ahead and try to reclaim the page.
1130                                  */
1131                                 if (!trylock_page(page))
1132                                         goto keep;
1133                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1134                                         goto keep_locked;
1135                                 mapping = page_mapping(page);
1136                         case PAGE_CLEAN:
1137                                 ; /* try to free the page below */
1138                         }
1139                 }
1140
1141                 /*
1142                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1143                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1144                  * the page as well.
1145                  *
1146                  * We do this even if the page is PageDirty().
1147                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1148                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1149                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1150                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1151                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1152                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1153                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1154                  *
1155                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1156                  * the pages which were not successfully invalidated in
1157                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1158                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1159                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1160                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1161                  */
1162                 if (page_has_private(page)) {
1163                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1164                                 goto activate_locked;
1165                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1166                                 unlock_page(page);
1167                                 if (put_page_testzero(page))
1168                                         goto free_it;
1169                                 else {
1170                                         /*
1171                                          * rare race with speculative reference.
1172                                          * the speculative reference will free
1173                                          * this page shortly, so we may
1174                                          * increment nr_reclaimed here (and
1175                                          * leave it off the LRU).
1176                                          */
1177                                         nr_reclaimed++;
1178                                         continue;
1179                                 }
1180                         }
1181                 }
1182
1183 lazyfree:
1184                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1185                         goto keep_locked;
1186
1187                 /*
1188                  * At this point, we have no other references and there is
1189                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1190                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1191                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1192                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1193                  */
1194                 __ClearPageLocked(page);
1195 free_it:
1196                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1197                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1198
1199                 nr_reclaimed++;
1200
1201                 /*
1202                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1203                  * appear not as the counts should be low
1204                  */
1205                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1206                 continue;
1207
1208 cull_mlocked:
1209                 if (PageSwapCache(page))
1210                         try_to_free_swap(page);
1211                 unlock_page(page);
1212                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1213                 continue;
1214
1215 activate_locked:
1216                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1217                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1218                         try_to_free_swap(page);
1219                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1220                 SetPageActive(page);
1221                 pgactivate++;
1222 keep_locked:
1223                 unlock_page(page);
1224 keep:
1225                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1226                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1227         }
1228
1229         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1230         try_to_unmap_flush();
1231         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1232
1233         list_splice(&ret_pages, page_list);
1234         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1235
1236         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1237         *ret_nr_congested += nr_congested;
1238         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1239         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1240         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1241         return nr_reclaimed;
1242 }
1243
1244 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1245                                             struct list_head *page_list)
1246 {
1247         struct scan_control sc = {
1248                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1249                 .priority = DEF_PRIORITY,
1250                 .may_unmap = 1,
1251         };
1252         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1253         struct page *page, *next;
1254         LIST_HEAD(clean_pages);
1255
1256         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1257                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1258                     !isolated_balloon_page(page)) {
1259                         ClearPageActive(page);
1260                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1261                 }
1262         }
1263
1264         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone, &sc,
1265                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1266                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1267         list_splice(&clean_pages, page_list);
1268         mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1269         return ret;
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1274  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1275  * freed elsewhere are also ignored.
1276  *
1277  * page:        page to consider
1278  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1279  *
1280  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1281  */
1282 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1283 {
1284         int ret = -EINVAL;
1285
1286         /* Only take pages on the LRU. */
1287         if (!PageLRU(page))
1288                 return ret;
1289
1290         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1291         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1292                 return ret;
1293
1294         ret = -EBUSY;
1295
1296         /*
1297          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1298          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1299          * blocking - clean pages for the most part.
1300          *
1301          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1302          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1303          *
1304          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1305          * that it is possible to migrate without blocking
1306          */
1307         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1308                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1309                 if (PageWriteback(page))
1310                         return ret;
1311
1312                 if (PageDirty(page)) {
1313                         struct address_space *mapping;
1314
1315                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1316                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1317                                 return ret;
1318
1319                         /*
1320                          * Only pages without mappings or that have a
1321                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1322                          * without blocking
1323                          */
1324                         mapping = page_mapping(page);
1325                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1326                                 return ret;
1327                 }
1328         }
1329
1330         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1331                 return ret;
1332
1333         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1334                 /*
1335                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1336                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1337                  * page release code relies on it.
1338                  */
1339                 ClearPageLRU(page);
1340                 ret = 0;
1341         }
1342
1343         return ret;
1344 }
1345
1346 /*
1347  * zone->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1348  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1349  * and working on them outside the LRU lock.
1350  *
1351  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1352  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1353  *
1354  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1355  *
1356  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1357  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1358  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1359  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1360  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1361  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1362  * @lru:        LRU list id for isolating
1363  *
1364  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1365  */
1366 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1367                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1368                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1369                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1370 {
1371         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1372         unsigned long nr_taken = 0;
1373         unsigned long scan;
1374
1375         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1376                                         !list_empty(src); scan++) {
1377                 struct page *page;
1378                 int nr_pages;
1379
1380                 page = lru_to_page(src);
1381                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1382
1383                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1384
1385                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1386                 case 0:
1387                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1388                         mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, -nr_pages);
1389                         list_move(&page->lru, dst);
1390                         nr_taken += nr_pages;
1391                         break;
1392
1393                 case -EBUSY:
1394                         /* else it is being freed elsewhere */
1395                         list_move(&page->lru, src);
1396                         continue;
1397
1398                 default:
1399                         BUG();
1400                 }
1401         }
1402
1403         *nr_scanned = scan;
1404         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->order, nr_to_scan, scan,
1405                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1406         return nr_taken;
1407 }
1408
1409 /**
1410  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1411  * @page: page to isolate from its LRU list
1412  *
1413  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1414  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1415  *
1416  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1417  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1418  *
1419  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1420  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1421  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1422  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1423  *
1424  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1425  * found will be decremented.
1426  *
1427  * Restrictions:
1428  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1429  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1430  *     without a stable reference).
1431  * (2) the lru_lock must not be held.
1432  * (3) interrupts must be enabled.
1433  */
1434 int isolate_lru_page(struct page *page)
1435 {
1436         int ret = -EBUSY;
1437
1438         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1439         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
1440
1441         if (PageLRU(page)) {
1442                 struct zone *zone = page_zone(page);
1443                 struct lruvec *lruvec;
1444
1445                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1446                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1447                 if (PageLRU(page)) {
1448                         int lru = page_lru(page);
1449                         get_page(page);
1450                         ClearPageLRU(page);
1451                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1452                         ret = 0;
1453                 }
1454                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1455         }
1456         return ret;
1457 }
1458
1459 /*
1460  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1461  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1462  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1463  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1464  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1465  */
1466 static int too_many_isolated(struct zone *zone, int file,
1467                 struct scan_control *sc)
1468 {
1469         unsigned long inactive, isolated;
1470
1471         if (current_is_kswapd())
1472                 return 0;
1473
1474         if (!sane_reclaim(sc))
1475                 return 0;
1476
1477         if (file) {
1478                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
1479                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE);
1480         } else {
1481                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1482                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
1483         }
1484
1485         /*
1486          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1487          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1488          * deadlock.
1489          */
1490         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1491                 inactive >>= 3;
1492
1493         return isolated > inactive;
1494 }
1495
1496 static noinline_for_stack void
1497 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1498 {
1499         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1500         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1501         LIST_HEAD(pages_to_free);
1502
1503         /*
1504          * Put back any unfreeable pages.
1505          */
1506         while (!list_empty(page_list)) {
1507                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1508                 int lru;
1509
1510                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1511                 list_del(&page->lru);
1512                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1513                         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1514                         putback_lru_page(page);
1515                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1516                         continue;
1517                 }
1518
1519                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1520
1521                 SetPageLRU(page);
1522                 lru = page_lru(page);
1523                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1524
1525                 if (is_active_lru(lru)) {
1526                         int file = is_file_lru(lru);
1527                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1528                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1529                 }
1530                 if (put_page_testzero(page)) {
1531                         __ClearPageLRU(page);
1532                         __ClearPageActive(page);
1533                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1534
1535                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1536                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1537                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1538                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1539                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1540                         } else
1541                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1542                 }
1543         }
1544
1545         /*
1546          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1547          */
1548         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1549 }
1550
1551 /*
1552  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1553  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1554  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1555  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1556  */
1557 static int current_may_throttle(void)
1558 {
1559         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1560                 current->backing_dev_info == NULL ||
1561                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1562 }
1563
1564 /*
1565  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_zone().  It returns the number
1566  * of reclaimed pages
1567  */
1568 static noinline_for_stack unsigned long
1569 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1570                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1571 {
1572         LIST_HEAD(page_list);
1573         unsigned long nr_scanned;
1574         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1575         unsigned long nr_taken;
1576         unsigned long nr_dirty = 0;
1577         unsigned long nr_congested = 0;
1578         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1579         unsigned long nr_writeback = 0;
1580         unsigned long nr_immediate = 0;
1581         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1582         int file = is_file_lru(lru);
1583         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1584         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1585
1586         while (unlikely(too_many_isolated(zone, file, sc))) {
1587                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1588
1589                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1590                 if (fatal_signal_pending(current))
1591                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1592         }
1593
1594         lru_add_drain();
1595
1596         if (!sc->may_unmap)
1597                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1598         if (!sc->may_writepage)
1599                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1600
1601         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1602
1603         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1604                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1605
1606         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1607         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1608
1609         if (global_reclaim(sc)) {
1610                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1611                 if (current_is_kswapd())
1612                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, zone, nr_scanned);
1613                 else
1614                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_DIRECT, zone, nr_scanned);
1615         }
1616         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1617
1618         if (nr_taken == 0)
1619                 return 0;
1620
1621         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, zone, sc, TTU_UNMAP,
1622                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1623                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1624                                 false);
1625
1626         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1627
1628         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1629
1630         if (global_reclaim(sc)) {
1631                 if (current_is_kswapd())
1632                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, zone,
1633                                                nr_reclaimed);
1634                 else
1635                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, zone,
1636                                                nr_reclaimed);
1637         }
1638
1639         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1640
1641         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1642
1643         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1644
1645         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1646         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1647
1648         /*
1649          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1650          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1651          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1652          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1653          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1654          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1655          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1656          * same way balance_dirty_pages() manages.
1657          *
1658          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1659          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1660          * are encountered in the nr_immediate check below.
1661          */
1662         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1663                 set_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
1664
1665         /*
1666          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1667          * stalling here.
1668          */
1669         if (sane_reclaim(sc)) {
1670                 /*
1671                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1672                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1673                  */
1674                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1675                         set_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
1676
1677                 /*
1678                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1679                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1680                  * the zone ZONE_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1681                  * reclaim context.
1682                  */
1683                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1684                         set_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
1685
1686                 /*
1687                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1688                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1689                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1690                  * they are written so also forcibly stall.
1691                  */
1692                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1693                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1694         }
1695
1696         /*
1697          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1698          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1699          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1700          */
1701         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1702             current_may_throttle())
1703                 wait_iff_congested(zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1704
1705         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(zone, nr_scanned, nr_reclaimed,
1706                         sc->priority, file);
1707         return nr_reclaimed;
1708 }
1709
1710 /*
1711  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1712  *
1713  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1714  * processes, from rmap.
1715  *
1716  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1717  * appropriate to hold zone->lru_lock across the whole operation.  But if
1718  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1719  * should drop zone->lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1720  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1721  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1722  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1723  *
1724  * The downside is that we have to touch page->_count against each page.
1725  * But we had to alter page->flags anyway.
1726  */
1727
1728 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1729                                      struct list_head *list,
1730                                      struct list_head *pages_to_free,
1731                                      enum lru_list lru)
1732 {
1733         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1734         unsigned long pgmoved = 0;
1735         struct page *page;
1736         int nr_pages;
1737
1738         while (!list_empty(list)) {
1739                 page = lru_to_page(list);
1740                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1741
1742                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1743                 SetPageLRU(page);
1744
1745                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1746                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, nr_pages);
1747                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1748                 pgmoved += nr_pages;
1749
1750                 if (put_page_testzero(page)) {
1751                         __ClearPageLRU(page);
1752                         __ClearPageActive(page);
1753                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1754
1755                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1756                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1757                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1758                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1759                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1760                         } else
1761                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1762                 }
1763         }
1764         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, pgmoved);
1765         if (!is_active_lru(lru))
1766                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1767 }
1768
1769 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1770                                struct lruvec *lruvec,
1771                                struct scan_control *sc,
1772                                enum lru_list lru)
1773 {
1774         unsigned long nr_taken;
1775         unsigned long nr_scanned;
1776         unsigned long vm_flags;
1777         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1778         LIST_HEAD(l_active);
1779         LIST_HEAD(l_inactive);
1780         struct page *page;
1781         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1782         unsigned long nr_rotated = 0;
1783         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1784         int file = is_file_lru(lru);
1785         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1786
1787         lru_add_drain();
1788
1789         if (!sc->may_unmap)
1790                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1791         if (!sc->may_writepage)
1792                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1793
1794         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1795
1796         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1797                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1798         if (global_reclaim(sc))
1799                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1800
1801         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1802
1803         __count_zone_vm_events(PGREFILL, zone, nr_scanned);
1804         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1805         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1806         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1807
1808         while (!list_empty(&l_hold)) {
1809                 cond_resched();
1810                 page = lru_to_page(&l_hold);
1811                 list_del(&page->lru);
1812
1813                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1814                         putback_lru_page(page);
1815                         continue;
1816                 }
1817
1818                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1819                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1820                                 if (page_has_private(page))
1821                                         try_to_release_page(page, 0);
1822                                 unlock_page(page);
1823                         }
1824                 }
1825
1826                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1827                                     &vm_flags)) {
1828                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1829                         /*
1830                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1831                          * give them one more trip around the active list. So
1832                          * that executable code get better chances to stay in
1833                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1834                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1835                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1836                          * so we ignore them here.
1837                          */
1838                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1839                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1840                                 continue;
1841                         }
1842                 }
1843
1844                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1845                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1846         }
1847
1848         /*
1849          * Move pages back to the lru list.
1850          */
1851         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1852         /*
1853          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1854          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1855          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1856          * get_scan_count.
1857          */
1858         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1859
1860         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1861         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
1862         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1863         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1864
1865         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
1866         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
1867 }
1868
1869 #ifdef CONFIG_SWAP
1870 static bool inactive_anon_is_low_global(struct zone *zone)
1871 {
1872         unsigned long active, inactive;
1873
1874         active = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON);
1875         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1876
1877         return inactive * zone->inactive_ratio < active;
1878 }
1879
1880 /**
1881  * inactive_anon_is_low - check if anonymous pages need to be deactivated
1882  * @lruvec: LRU vector to check
1883  *
1884  * Returns true if the zone does not have enough inactive anon pages,
1885  * meaning some active anon pages need to be deactivated.
1886  */
1887 static bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1888 {
1889         /*
1890          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
1891          * is pointless.
1892          */
1893         if (!total_swap_pages)
1894                 return false;
1895
1896         if (!mem_cgroup_disabled())
1897                 return mem_cgroup_inactive_anon_is_low(lruvec);
1898
1899         return inactive_anon_is_low_global(lruvec_zone(lruvec));
1900 }
1901 #else
1902 static inline bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1903 {
1904         return false;
1905 }
1906 #endif
1907
1908 /**
1909  * inactive_file_is_low - check if file pages need to be deactivated
1910  * @lruvec: LRU vector to check
1911  *
1912  * When the system is doing streaming IO, memory pressure here
1913  * ensures that active file pages get deactivated, until more
1914  * than half of the file pages are on the inactive list.
1915  *
1916  * Once we get to that situation, protect the system's working
1917  * set from being evicted by disabling active file page aging.
1918  *
1919  * This uses a different ratio than the anonymous pages, because
1920  * the page cache uses a use-once replacement algorithm.
1921  */
1922 static bool inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1923 {
1924         unsigned long inactive;
1925         unsigned long active;
1926
1927         inactive = get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1928         active = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1929
1930         return active > inactive;
1931 }
1932
1933 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
1934 {
1935         if (is_file_lru(lru))
1936                 return inactive_file_is_low(lruvec);
1937         else
1938                 return inactive_anon_is_low(lruvec);
1939 }
1940
1941 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
1942                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
1943 {
1944         if (is_active_lru(lru)) {
1945                 if (inactive_list_is_low(lruvec, lru))
1946                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1947                 return 0;
1948         }
1949
1950         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1951 }
1952
1953 enum scan_balance {
1954         SCAN_EQUAL,
1955         SCAN_FRACT,
1956         SCAN_ANON,
1957         SCAN_FILE,
1958 };
1959
1960 /*
1961  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
1962  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
1963  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
1964  * onto the active list instead of evict.
1965  *
1966  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
1967  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
1968  */
1969 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
1970                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
1971                            unsigned long *lru_pages)
1972 {
1973         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
1974         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1975         u64 fraction[2];
1976         u64 denominator = 0;    /* gcc */
1977         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1978         unsigned long anon_prio, file_prio;
1979         enum scan_balance scan_balance;
1980         unsigned long anon, file;
1981         bool force_scan = false;
1982         unsigned long ap, fp;
1983         enum lru_list lru;
1984         bool some_scanned;
1985         int pass;
1986
1987         /*
1988          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
1989          * results in no scanning on this priority and a potential
1990          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
1991          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
1992          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
1993          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
1994          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
1995          * well.
1996          */
1997         if (current_is_kswapd()) {
1998                 if (!zone_reclaimable(zone))
1999                         force_scan = true;
2000                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2001                         force_scan = true;
2002         }
2003         if (!global_reclaim(sc))
2004                 force_scan = true;
2005
2006         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2007         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2008                 scan_balance = SCAN_FILE;
2009                 goto out;
2010         }
2011
2012         /*
2013          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2014          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2015          * disable swapping for individual groups completely when
2016          * using the memory controller's swap limit feature would be
2017          * too expensive.
2018          */
2019         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2020                 scan_balance = SCAN_FILE;
2021                 goto out;
2022         }
2023
2024         /*
2025          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2026          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2027          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2028          */
2029         if (!sc->priority && swappiness) {
2030                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2031                 goto out;
2032         }
2033
2034         /*
2035          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2036          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2037          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2038          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2039          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2040          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2041          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2042          */
2043         if (global_reclaim(sc)) {
2044                 unsigned long zonefile;
2045                 unsigned long zonefree;
2046
2047                 zonefree = zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2048                 zonefile = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
2049                            zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2050
2051                 if (unlikely(zonefile + zonefree <= high_wmark_pages(zone))) {
2052                         scan_balance = SCAN_ANON;
2053                         goto out;
2054                 }
2055         }
2056
2057         /*
2058          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2059          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2060          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2061          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2062          * Without the second condition we could end up never scanning an
2063          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2064          * system is under heavy pressure.
2065          */
2066         if (!inactive_file_is_low(lruvec) &&
2067             get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE) >> sc->priority) {
2068                 scan_balance = SCAN_FILE;
2069                 goto out;
2070         }
2071
2072         scan_balance = SCAN_FRACT;
2073
2074         /*
2075          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2076          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2077          */
2078         anon_prio = swappiness;
2079         file_prio = 200 - anon_prio;
2080
2081         /*
2082          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2083          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2084          * ratios to determine how valuable each cache is.
2085          *
2086          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2087          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2088          * up weighing recent references more than old ones.
2089          *
2090          * anon in [0], file in [1]
2091          */
2092
2093         anon  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2094                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2095         file  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2096                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2097
2098         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2099         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2100                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2101                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2102         }
2103
2104         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2105                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2106                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2107         }
2108
2109         /*
2110          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2111          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2112          * each list that were recently referenced and in active use.
2113          */
2114         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2115         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2116
2117         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2118         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2119         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2120
2121         fraction[0] = ap;
2122         fraction[1] = fp;
2123         denominator = ap + fp + 1;
2124 out:
2125         some_scanned = false;
2126         /* Only use force_scan on second pass. */
2127         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2128                 *lru_pages = 0;
2129                 for_each_evictable_lru(lru) {
2130                         int file = is_file_lru(lru);
2131                         unsigned long size;
2132                         unsigned long scan;
2133
2134                         size = get_lru_size(lruvec, lru);
2135                         scan = size >> sc->priority;
2136
2137                         if (!scan && pass && force_scan)
2138                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2139
2140                         switch (scan_balance) {
2141                         case SCAN_EQUAL:
2142                                 /* Scan lists relative to size */
2143                                 break;
2144                         case SCAN_FRACT:
2145                                 /*
2146                                  * Scan types proportional to swappiness and
2147                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2148                                  */
2149                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2150                                                         denominator);
2151                                 break;
2152                         case SCAN_FILE:
2153                         case SCAN_ANON:
2154                                 /* Scan one type exclusively */
2155                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2156                                         size = 0;
2157                                         scan = 0;
2158                                 }
2159                                 break;
2160                         default:
2161                                 /* Look ma, no brain */
2162                                 BUG();
2163                         }
2164
2165                         *lru_pages += size;
2166                         nr[lru] = scan;
2167
2168                         /*
2169                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2170                          * if we found something to scan.
2171                          */
2172                         some_scanned |= !!scan;
2173                 }
2174         }
2175 }
2176
2177 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
2178 static void init_tlb_ubc(void)
2179 {
2180         /*
2181          * This deliberately does not clear the cpumask as it's expensive
2182          * and unnecessary. If there happens to be data in there then the
2183          * first SWAP_CLUSTER_MAX pages will send an unnecessary IPI and
2184          * then will be cleared.
2185          */
2186         current->tlb_ubc.flush_required = false;
2187 }
2188 #else
2189 static inline void init_tlb_ubc(void)
2190 {
2191 }
2192 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
2193
2194 /*
2195  * This is a basic per-zone page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2196  */
2197 static void shrink_zone_memcg(struct zone *zone, struct mem_cgroup *memcg,
2198                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2199 {
2200         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2201         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2202         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2203         unsigned long nr_to_scan;
2204         enum lru_list lru;
2205         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2206         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2207         struct blk_plug plug;
2208         bool scan_adjusted;
2209
2210         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2211
2212         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2213         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2214
2215         /*
2216          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2217          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2218          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2219          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2220          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2221          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2222          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2223          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2224          * dropped to zero at the first pass.
2225          */
2226         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2227                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2228
2229         init_tlb_ubc();
2230
2231         blk_start_plug(&plug);
2232         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2233                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2234                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2235                 unsigned long nr_scanned;
2236
2237                 for_each_evictable_lru(lru) {
2238                         if (nr[lru]) {
2239                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2240                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2241
2242                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2243                                                             lruvec, sc);
2244                         }
2245                 }
2246
2247                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2248                         continue;
2249
2250                 /*
2251                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2252                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2253                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2254                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2255                  * proportional to the original scan target.
2256                  */
2257                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2258                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2259
2260                 /*
2261                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2262                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2263                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2264                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2265                  */
2266                 if (!nr_file || !nr_anon)
2267                         break;
2268
2269                 if (nr_file > nr_anon) {
2270                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2271                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2272                         lru = LRU_BASE;
2273                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2274                 } else {
2275                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2276                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2277                         lru = LRU_FILE;
2278                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2279                 }
2280
2281                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2282                 nr[lru] = 0;
2283                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2284
2285                 /*
2286                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2287                  * scan target and the percentage scanning already complete
2288                  */
2289                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2290                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2291                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2292                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2293
2294                 lru += LRU_ACTIVE;
2295                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2296                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2297                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2298
2299                 scan_adjusted = true;
2300         }
2301         blk_finish_plug(&plug);
2302         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2303
2304         /*
2305          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2306          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2307          */
2308         if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2309                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2310                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2311
2312         throttle_vm_writeout(sc->gfp_mask);
2313 }
2314
2315 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2316 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2317 {
2318         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2319                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2320                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2321                 return true;
2322
2323         return false;
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2328  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2329  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2330  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2331  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2332  */
2333 static inline bool should_continue_reclaim(struct zone *zone,
2334                                         unsigned long nr_reclaimed,
2335                                         unsigned long nr_scanned,
2336                                         struct scan_control *sc)
2337 {
2338         unsigned long pages_for_compaction;
2339         unsigned long inactive_lru_pages;
2340
2341         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2342         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2343                 return false;
2344
2345         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2346         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2347                 /*
2348                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2349                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2350                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2351                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2352                  */
2353                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2354                         return false;
2355         } else {
2356                 /*
2357                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2358                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2359                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2360                  * pages that were scanned. This will return to the
2361                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2362                  * the resulting allocation attempt fails
2363                  */
2364                 if (!nr_reclaimed)
2365                         return false;
2366         }
2367
2368         /*
2369          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2370          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2371          */
2372         pages_for_compaction = (2UL << sc->order);
2373         inactive_lru_pages = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2374         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2375                 inactive_lru_pages += zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
2376         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2377                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2378                 return true;
2379
2380         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2381         switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, 0)) {
2382         case COMPACT_PARTIAL:
2383         case COMPACT_CONTINUE:
2384                 return false;
2385         default:
2386                 return true;
2387         }
2388 }
2389
2390 static bool shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc,
2391                         bool is_classzone)
2392 {
2393         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2394         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2395         bool reclaimable = false;
2396
2397         do {
2398                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2399                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2400                         .zone = zone,
2401                         .priority = sc->priority,
2402                 };
2403                 unsigned long zone_lru_pages = 0;
2404                 struct mem_cgroup *memcg;
2405
2406                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2407                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2408
2409                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2410                 do {
2411                         unsigned long lru_pages;
2412                         unsigned long reclaimed;
2413                         unsigned long scanned;
2414
2415                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2416                                 if (!sc->may_thrash)
2417                                         continue;
2418                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2419                         }
2420
2421                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2422                         scanned = sc->nr_scanned;
2423
2424                         shrink_zone_memcg(zone, memcg, sc, &lru_pages);
2425                         zone_lru_pages += lru_pages;
2426
2427                         if (memcg && is_classzone)
2428                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone),
2429                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2430                                             lru_pages);
2431
2432                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2433                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2434                                    sc->nr_scanned - scanned,
2435                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2436
2437                         /*
2438                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2439                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2440                          * zone.
2441                          *
2442                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2443                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2444                          * retry with decreasing priority if one round over the
2445                          * whole hierarchy is not sufficient.
2446                          */
2447                         if (!global_reclaim(sc) &&
2448                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2449                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2450                                 break;
2451                         }
2452                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2453
2454                 /*
2455                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2456                  * the eligible LRU pages were scanned.
2457                  */
2458                 if (global_reclaim(sc) && is_classzone)
2459                         shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone), NULL,
2460                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2461                                     zone_lru_pages);
2462
2463                 if (reclaim_state) {
2464                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2465                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2466                 }
2467
2468                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2469                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2470                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2471                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2472
2473                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2474                         reclaimable = true;
2475
2476         } while (should_continue_reclaim(zone, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2477                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2478
2479         return reclaimable;
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Returns true if compaction should go ahead for a high-order request, or
2484  * the high-order allocation would succeed without compaction.
2485  */
2486 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, int order)
2487 {
2488         unsigned long balance_gap, watermark;
2489         bool watermark_ok;
2490
2491         /*
2492          * Compaction takes time to run and there are potentially other
2493          * callers using the pages just freed. Continue reclaiming until
2494          * there is a buffer of free pages available to give compaction
2495          * a reasonable chance of completing and allocating the page
2496          */
2497         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
2498                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
2499         watermark = high_wmark_pages(zone) + balance_gap + (2UL << order);
2500         watermark_ok = zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, 0);
2501
2502         /*
2503          * If compaction is deferred, reclaim up to a point where
2504          * compaction will have a chance of success when re-enabled
2505          */
2506         if (compaction_deferred(zone, order))
2507                 return watermark_ok;
2508
2509         /*
2510          * If compaction is not ready to start and allocation is not likely
2511          * to succeed without it, then keep reclaiming.
2512          */
2513         if (compaction_suitable(zone, order, 0, 0) == COMPACT_SKIPPED)
2514                 return false;
2515
2516         return watermark_ok;
2517 }
2518
2519 /*
2520  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2521  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2522  * request.
2523  *
2524  * We reclaim from a zone even if that zone is over high_wmark_pages(zone).
2525  * Because:
2526  * a) The caller may be trying to free *extra* pages to satisfy a higher-order
2527  *    allocation or
2528  * b) The target zone may be at high_wmark_pages(zone) but the lower zones
2529  *    must go *over* high_wmark_pages(zone) to satisfy the `incremental min'
2530  *    zone defense algorithm.
2531  *
2532  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2533  * scan then give up on it.
2534  *
2535  * Returns true if a zone was reclaimable.
2536  */
2537 static bool shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2538 {
2539         struct zoneref *z;
2540         struct zone *zone;
2541         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2542         unsigned long nr_soft_scanned;
2543         gfp_t orig_mask;
2544         enum zone_type requested_highidx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2545         bool reclaimable = false;
2546
2547         /*
2548          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2549          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2550          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2551          */
2552         orig_mask = sc->gfp_mask;
2553         if (buffer_heads_over_limit)
2554                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2555
2556         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2557                                         requested_highidx, sc->nodemask) {
2558                 enum zone_type classzone_idx;
2559
2560                 if (!populated_zone(zone))
2561                         continue;
2562
2563                 classzone_idx = requested_highidx;
2564                 while (!populated_zone(zone->zone_pgdat->node_zones +
2565                                                         classzone_idx))
2566                         classzone_idx--;
2567
2568                 /*
2569                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2570                  * to global LRU.
2571                  */
2572                 if (global_reclaim(sc)) {
2573                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2574                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2575                                 continue;
2576
2577                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2578                             !zone_reclaimable(zone))
2579                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2580
2581                         /*
2582                          * If we already have plenty of memory free for
2583                          * compaction in this zone, don't free any more.
2584                          * Even though compaction is invoked for any
2585                          * non-zero order, only frequent costly order
2586                          * reclamation is disruptive enough to become a
2587                          * noticeable problem, like transparent huge
2588                          * page allocations.
2589                          */
2590                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2591                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2592                             zonelist_zone_idx(z) <= requested_highidx &&
2593                             compaction_ready(zone, sc->order)) {
2594                                 sc->compaction_ready = true;
2595                                 continue;
2596                         }
2597
2598                         /*
2599                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2600                          * and returns the number of reclaimed pages and
2601                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2602                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2603                          */
2604                         nr_soft_scanned = 0;
2605                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
2606                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2607                                                 &nr_soft_scanned);
2608                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2609                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2610                         if (nr_soft_reclaimed)
2611                                 reclaimable = true;
2612                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2613                 }
2614
2615                 if (shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx))
2616                         reclaimable = true;
2617
2618                 if (global_reclaim(sc) &&
2619                     !reclaimable && zone_reclaimable(zone))
2620                         reclaimable = true;
2621         }
2622
2623         /*
2624          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2625          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2626          */
2627         sc->gfp_mask = orig_mask;
2628
2629         return reclaimable;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2634  *
2635  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2636  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2637  *
2638  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2639  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2640  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2641  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2642  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2643  * work, and the allocation attempt will fail.
2644  *
2645  * returns:     0, if no pages reclaimed
2646  *              else, the number of pages reclaimed
2647  */
2648 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2649                                           struct scan_control *sc)
2650 {
2651         int initial_priority = sc->priority;
2652         unsigned long total_scanned = 0;
2653         unsigned long writeback_threshold;
2654         bool zones_reclaimable;
2655 retry:
2656         delayacct_freepages_start();
2657
2658         if (global_reclaim(sc))
2659                 count_vm_event(ALLOCSTALL);
2660
2661         do {
2662                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2663                                 sc->priority);
2664                 sc->nr_scanned = 0;
2665                 zones_reclaimable = shrink_zones(zonelist, sc);
2666
2667                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2668                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2669                         break;
2670
2671                 if (sc->compaction_ready)
2672                         break;
2673
2674                 /*
2675                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2676                  * writepage even in laptop mode.
2677                  */
2678                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2679                         sc->may_writepage = 1;
2680
2681                 /*
2682                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2683                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2684                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2685                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2686                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2687                  */
2688                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2689                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2690                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2691                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2692                         sc->may_writepage = 1;
2693                 }
2694         } while (--sc->priority >= 0);
2695
2696         delayacct_freepages_end();
2697
2698         if (sc->nr_reclaimed)
2699                 return sc->nr_reclaimed;
2700
2701         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2702         if (sc->compaction_ready)
2703                 return 1;
2704
2705         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2706         if (!sc->may_thrash) {
2707                 sc->priority = initial_priority;
2708                 sc->may_thrash = 1;
2709                 goto retry;
2710         }
2711
2712         /* Any of the zones still reclaimable?  Don't OOM. */
2713         if (zones_reclaimable)
2714                 return 1;
2715
2716         return 0;
2717 }
2718
2719 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2720 {
2721         struct zone *zone;
2722         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2723         unsigned long free_pages = 0;
2724         int i;
2725         bool wmark_ok;
2726
2727         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2728                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2729                 if (!populated_zone(zone) ||
2730                     zone_reclaimable_pages(zone) == 0)
2731                         continue;
2732
2733                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2734                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2735         }
2736
2737         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2738         if (!pfmemalloc_reserve)
2739                 return true;
2740
2741         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2742
2743         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2744         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2745                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx,
2746                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2747                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2748         }
2749
2750         return wmark_ok;
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2755  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2756  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2757  * when the low watermark is reached.
2758  *
2759  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2760  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2761  */
2762 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2763                                         nodemask_t *nodemask)
2764 {
2765         struct zoneref *z;
2766         struct zone *zone;
2767         pg_data_t *pgdat = NULL;
2768
2769         /*
2770          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2771          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2772          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2773          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2774          * processes to block on log_wait_commit().
2775          */
2776         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2777                 goto out;
2778
2779         /*
2780          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2781          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2782          */
2783         if (fatal_signal_pending(current))
2784                 goto out;
2785
2786         /*
2787          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2788          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2789          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2790          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2791          *
2792          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2793          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2794          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2795          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2796          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2797          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2798          * should make reasonable progress.
2799          */
2800         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2801                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2802                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2803                         continue;
2804
2805                 /* Throttle based on the first usable node */
2806                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2807                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2808                         goto out;
2809                 break;
2810         }
2811
2812         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2813         if (!pgdat)
2814                 goto out;
2815
2816         /* Account for the throttling */
2817         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2818
2819         /*
2820          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2821          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2822          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2823          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2824          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2825          * second before continuing.
2826          */
2827         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2828                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2829                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2830
2831                 goto check_pending;
2832         }
2833
2834         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2835         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2836                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2837
2838 check_pending:
2839         if (fatal_signal_pending(current))
2840                 return true;
2841
2842 out:
2843         return false;
2844 }
2845
2846 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2847                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2848 {
2849         unsigned long nr_reclaimed;
2850         struct scan_control sc = {
2851                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2852                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2853                 .order = order,
2854                 .nodemask = nodemask,
2855                 .priority = DEF_PRIORITY,
2856                 .may_writepage = !laptop_mode,
2857                 .may_unmap = 1,
2858                 .may_swap = 1,
2859         };
2860
2861         /*
2862          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2863          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2864          * point.
2865          */
2866         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2867                 return 1;
2868
2869         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2870                                 sc.may_writepage,
2871                                 gfp_mask);
2872
2873         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2874
2875         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2876
2877         return nr_reclaimed;
2878 }
2879
2880 #ifdef CONFIG_MEMCG
2881
2882 unsigned long mem_cgroup_shrink_node_zone(struct mem_cgroup *memcg,
2883                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2884                                                 struct zone *zone,
2885                                                 unsigned long *nr_scanned)
2886 {
2887         struct scan_control sc = {
2888                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2889                 .target_mem_cgroup = memcg,
2890                 .may_writepage = !laptop_mode,
2891                 .may_unmap = 1,
2892                 .may_swap = !noswap,
2893         };
2894         unsigned long lru_pages;
2895
2896         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2897                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2898
2899         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2900                                                       sc.may_writepage,
2901                                                       sc.gfp_mask);
2902
2903         /*
2904          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2905          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
2906          * if we don't reclaim here, the shrink_zone from balance_pgdat
2907          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
2908          * the priority and make it zero.
2909          */
2910         shrink_zone_memcg(zone, memcg, &sc, &lru_pages);
2911
2912         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
2913
2914         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
2915         return sc.nr_reclaimed;
2916 }
2917
2918 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
2919                                            unsigned long nr_pages,
2920                                            gfp_t gfp_mask,
2921                                            bool may_swap)
2922 {
2923         struct zonelist *zonelist;
2924         unsigned long nr_reclaimed;
2925         int nid;
2926         struct scan_control sc = {
2927                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
2928                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2929                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
2930                 .target_mem_cgroup = memcg,
2931                 .priority = DEF_PRIORITY,
2932                 .may_writepage = !laptop_mode,
2933                 .may_unmap = 1,
2934                 .may_swap = may_swap,
2935         };
2936
2937         /*
2938          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
2939          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
2940          * scan does not need to be the current node.
2941          */
2942         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
2943
2944         zonelist = NODE_DATA(nid)->node_zonelists;
2945
2946         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
2947                                             sc.may_writepage,
2948                                             sc.gfp_mask);
2949
2950         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2951
2952         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
2953
2954         return nr_reclaimed;
2955 }
2956 #endif
2957
2958 static void age_active_anon(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2959 {
2960         struct mem_cgroup *memcg;
2961
2962         if (!total_swap_pages)
2963                 return;
2964
2965         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
2966         do {
2967                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2968
2969                 if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2970                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2971                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2972
2973                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
2974         } while (memcg);
2975 }
2976
2977 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order,
2978                           unsigned long balance_gap, int classzone_idx)
2979 {
2980         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, high_wmark_pages(zone) +
2981                                     balance_gap, classzone_idx))
2982                 return false;
2983
2984         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && order && compaction_suitable(zone,
2985                                 order, 0, classzone_idx) == COMPACT_SKIPPED)
2986                 return false;
2987
2988         return true;
2989 }
2990
2991 /*
2992  * pgdat_balanced() is used when checking if a node is balanced.
2993  *
2994  * For order-0, all zones must be balanced!
2995  *
2996  * For high-order allocations only zones that meet watermarks and are in a
2997  * zone allowed by the callers classzone_idx are added to balanced_pages. The
2998  * total of balanced pages must be at least 25% of the zones allowed by
2999  * classzone_idx for the node to be considered balanced. Forcing all zones to
3000  * be balanced for high orders can cause excessive reclaim when there are
3001  * imbalanced zones.
3002  * The choice of 25% is due to
3003  *   o a 16M DMA zone that is balanced will not balance a zone on any
3004  *     reasonable sized machine
3005  *   o On all other machines, the top zone must be at least a reasonable
3006  *     percentage of the middle zones. For example, on 32-bit x86, highmem
3007  *     would need to be at least 256M for it to be balance a whole node.
3008  *     Similarly, on x86-64 the Normal zone would need to be at least 1G
3009  *     to balance a node on its own. These seemed like reasonable ratios.
3010  */
3011 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3012 {
3013         unsigned long managed_pages = 0;
3014         unsigned long balanced_pages = 0;
3015         int i;
3016
3017         /* Check the watermark levels */
3018         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3019                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3020
3021                 if (!populated_zone(zone))
3022                         continue;
3023
3024                 managed_pages += zone->managed_pages;
3025
3026                 /*
3027                  * A special case here:
3028                  *
3029                  * balance_pgdat() skips over all_unreclaimable after
3030                  * DEF_PRIORITY. Effectively, it considers them balanced so
3031                  * they must be considered balanced here as well!
3032                  */
3033                 if (!zone_reclaimable(zone)) {
3034                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3035                         continue;
3036                 }
3037
3038                 if (zone_balanced(zone, order, 0, i))
3039                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3040                 else if (!order)
3041                         return false;
3042         }
3043
3044         if (order)
3045                 return balanced_pages >= (managed_pages >> 2);
3046         else
3047                 return true;
3048 }
3049
3050 /*
3051  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3052  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3053  *
3054  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3055  */
3056 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, long remaining,
3057                                         int classzone_idx)
3058 {
3059         /* If a direct reclaimer woke kswapd within HZ/10, it's premature */
3060         if (remaining)
3061                 return false;
3062
3063         /*
3064          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3065          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3066          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3067          * throttled. There is also a potential race if processes get
3068          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3069          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3070          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3071          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3072          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3073          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3074          * that here we are under prepare_to_wait().
3075          */
3076         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3077                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3078
3079         return pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx);
3080 }
3081
3082 /*
3083  * kswapd shrinks the zone by the number of pages required to reach
3084  * the high watermark.
3085  *
3086  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3087  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3088  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3089  */
3090 static bool kswapd_shrink_zone(struct zone *zone,
3091                                int classzone_idx,
3092                                struct scan_control *sc,
3093                                unsigned long *nr_attempted)
3094 {
3095         int testorder = sc->order;
3096         unsigned long balance_gap;
3097         bool lowmem_pressure;
3098
3099         /* Reclaim above the high watermark. */
3100         sc->nr_to_reclaim = max(SWAP_CLUSTER_MAX, high_wmark_pages(zone));
3101
3102         /*
3103          * Kswapd reclaims only single pages with compaction enabled. Trying
3104          * too hard to reclaim until contiguous free pages have become
3105          * available can hurt performance by evicting too much useful data
3106          * from memory. Do not reclaim more than needed for compaction.
3107          */
3108         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
3109                         compaction_suitable(zone, sc->order, 0, classzone_idx)
3110                                                         != COMPACT_SKIPPED)
3111                 testorder = 0;
3112
3113         /*
3114          * We put equal pressure on every zone, unless one zone has way too
3115          * many pages free already. The "too many pages" is defined as the
3116          * high wmark plus a "gap" where the gap is either the low
3117          * watermark or 1% of the zone, whichever is smaller.
3118          */
3119         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
3120                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
3121
3122         /*
3123          * If there is no low memory pressure or the zone is balanced then no
3124          * reclaim is necessary
3125          */
3126         lowmem_pressure = (buffer_heads_over_limit && is_highmem(zone));
3127         if (!lowmem_pressure && zone_balanced(zone, testorder,
3128                                                 balance_gap, classzone_idx))
3129                 return true;
3130
3131         shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx);
3132
3133         /* Account for the number of pages attempted to reclaim */
3134         *nr_attempted += sc->nr_to_reclaim;
3135
3136         clear_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
3137
3138         /*
3139          * If a zone reaches its high watermark, consider it to be no longer
3140          * congested. It's possible there are dirty pages backed by congested
3141          * BDIs but as pressure is relieved, speculatively avoid congestion
3142          * waits.
3143          */
3144         if (zone_reclaimable(zone) &&
3145             zone_balanced(zone, testorder, 0, classzone_idx)) {
3146                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3147                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3148         }
3149
3150         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3151 }
3152
3153 /*
3154  * For kswapd, balance_pgdat() will work across all this node's zones until
3155  * they are all at high_wmark_pages(zone).
3156  *
3157  * Returns the final order kswapd was reclaiming at
3158  *
3159  * There is special handling here for zones which are full of pinned pages.
3160  * This can happen if the pages are all mlocked, or if they are all used by
3161  * device drivers (say, ZONE_DMA).  Or if they are all in use by hugetlb.
3162  * What we do is to detect the case where all pages in the zone have been
3163  * scanned twice and there has been zero successful reclaim.  Mark the zone as
3164  * dead and from now on, only perform a short scan.  Basically we're polling
3165  * the zone for when the problem goes away.
3166  *
3167  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3168  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3169  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), we scan that zone and the
3170  * lower zones regardless of the number of free pages in the lower zones. This
3171  * interoperates with the page allocator fallback scheme to ensure that aging
3172  * of pages is balanced across the zones.
3173  */
3174 static unsigned long balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order,
3175                                                         int *classzone_idx)
3176 {
3177         int i;
3178         int end_zone = 0;       /* Inclusive.  0 = ZONE_DMA */
3179         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3180         unsigned long nr_soft_scanned;
3181         struct scan_control sc = {
3182                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3183                 .order = order,
3184                 .priority = DEF_PRIORITY,
3185                 .may_writepage = !laptop_mode,
3186                 .may_unmap = 1,
3187                 .may_swap = 1,
3188         };
3189         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3190
3191         do {
3192                 unsigned long nr_attempted = 0;
3193                 bool raise_priority = true;
3194                 bool pgdat_needs_compaction = (order > 0);
3195
3196                 sc.nr_reclaimed = 0;
3197
3198                 /*
3199                  * Scan in the highmem->dma direction for the highest
3200                  * zone which needs scanning
3201                  */
3202                 for (i = pgdat->nr_zones - 1; i >= 0; i--) {
3203                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3204
3205                         if (!populated_zone(zone))
3206                                 continue;
3207
3208                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3209                             !zone_reclaimable(zone))
3210                                 continue;
3211
3212                         /*
3213                          * Do some background aging of the anon list, to give
3214                          * pages a chance to be referenced before reclaiming.
3215                          */
3216                         age_active_anon(zone, &sc);
3217
3218                         /*
3219                          * If the number of buffer_heads in the machine
3220                          * exceeds the maximum allowed level and this node
3221                          * has a highmem zone, force kswapd to reclaim from
3222                          * it to relieve lowmem pressure.
3223                          */
3224                         if (buffer_heads_over_limit && is_highmem_idx(i)) {
3225                                 end_zone = i;
3226                                 break;
3227                         }
3228
3229                         if (!zone_balanced(zone, order, 0, 0)) {
3230                                 end_zone = i;
3231                                 break;
3232                         } else {
3233                                 /*
3234                                  * If balanced, clear the dirty and congested
3235                                  * flags
3236                                  */
3237                                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3238                                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3239                         }
3240                 }
3241
3242                 if (i < 0)
3243                         goto out;
3244
3245                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3246                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3247
3248                         if (!populated_zone(zone))
3249                                 continue;
3250
3251                         /*
3252                          * If any zone is currently balanced then kswapd will
3253                          * not call compaction as it is expected that the
3254                          * necessary pages are already available.
3255                          */
3256                         if (pgdat_needs_compaction &&
3257                                         zone_watermark_ok(zone, order,
3258                                                 low_wmark_pages(zone),
3259                                                 *classzone_idx, 0))
3260                                 pgdat_needs_compaction = false;
3261                 }
3262
3263                 /*
3264                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3265                  * even in laptop mode.
3266                  */
3267                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3268                         sc.may_writepage = 1;
3269
3270                 /*
3271                  * Now scan the zone in the dma->highmem direction, stopping
3272                  * at the last zone which needs scanning.
3273                  *
3274                  * We do this because the page allocator works in the opposite
3275                  * direction.  This prevents the page allocator from allocating
3276                  * pages behind kswapd's direction of progress, which would
3277                  * cause too much scanning of the lower zones.
3278                  */
3279                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3280                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3281
3282                         if (!populated_zone(zone))
3283                                 continue;
3284
3285                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3286                             !zone_reclaimable(zone))
3287                                 continue;
3288
3289                         sc.nr_scanned = 0;
3290
3291                         nr_soft_scanned = 0;
3292                         /*
3293                          * Call soft limit reclaim before calling shrink_zone.
3294                          */
3295                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
3296                                                         order, sc.gfp_mask,
3297                                                         &nr_soft_scanned);
3298                         sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3299
3300                         /*
3301                          * There should be no need to raise the scanning
3302                          * priority if enough pages are already being scanned
3303                          * that that high watermark would be met at 100%
3304                          * efficiency.
3305                          */
3306                         if (kswapd_shrink_zone(zone, end_zone,
3307                                                &sc, &nr_attempted))
3308                                 raise_priority = false;
3309                 }
3310
3311                 /*
3312                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3313                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3314                  * able to safely make forward progress. Wake them
3315                  */
3316                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3317                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3318                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3319
3320                 /*
3321                  * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced
3322                  * for high-order allocations in all zones. If twice the
3323                  * allocation size has been reclaimed and the zones are still
3324                  * not balanced then recheck the watermarks at order-0 to
3325                  * prevent kswapd reclaiming excessively. Assume that a
3326                  * process requested a high-order can direct reclaim/compact.
3327                  */
3328                 if (order && sc.nr_reclaimed >= 2UL << order)
3329                         order = sc.order = 0;
3330
3331                 /* Check if kswapd should be suspending */
3332                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3333                         break;
3334
3335                 /*
3336                  * Compact if necessary and kswapd is reclaiming at least the
3337                  * high watermark number of pages as requsted
3338                  */
3339                 if (pgdat_needs_compaction && sc.nr_reclaimed > nr_attempted)
3340                         compact_pgdat(pgdat, order);
3341
3342                 /*
3343                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3344                  * progress in reclaiming pages
3345                  */
3346                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3347                         sc.priority--;
3348         } while (sc.priority >= 1 &&
3349                  !pgdat_balanced(pgdat, order, *classzone_idx));
3350
3351 out:
3352         /*
3353          * Return the order we were reclaiming at so prepare_kswapd_sleep()
3354          * makes a decision on the order we were last reclaiming at. However,
3355          * if another caller entered the allocator slow path while kswapd
3356          * was awake, order will remain at the higher level
3357          */
3358         *classzone_idx = end_zone;
3359         return order;
3360 }
3361
3362 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3363 {
3364         long remaining = 0;
3365         DEFINE_WAIT(wait);
3366
3367         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3368                 return;
3369
3370         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3371
3372         /* Try to sleep for a short interval */
3373         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3374                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3375                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3376                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3377         }
3378
3379         /*
3380          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3381          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3382          */
3383         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3384                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3385
3386                 /*
3387                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3388                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3389                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3390                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3391                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3392                  * them before going back to sleep.
3393                  */
3394                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3395
3396                 /*
3397                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3398                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3399                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3400                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3401                  */
3402                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3403
3404                 if (!kthread_should_stop())
3405                         schedule();
3406
3407                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3408         } else {
3409                 if (remaining)
3410                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3411                 else
3412                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3413         }
3414         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3415 }
3416
3417 /*
3418  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3419  * from the init process.
3420  *
3421  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3422  * free memory available even if there is no other activity
3423  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3424  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3425  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3426  *
3427  * If there are applications that are active memory-allocators
3428  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3429  */
3430 static int kswapd(void *p)
3431 {
3432         unsigned long order, new_order;
3433         unsigned balanced_order;
3434         int classzone_idx, new_classzone_idx;
3435         int balanced_classzone_idx;
3436         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3437         struct task_struct *tsk = current;
3438
3439         struct reclaim_state reclaim_state = {
3440                 .reclaimed_slab = 0,
3441         };
3442         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3443
3444         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3445
3446         if (!cpumask_empty(cpumask))
3447                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3448         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3449
3450         /*
3451          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3452          * and that if we need more memory we should get access to it
3453          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3454          * never get caught in the normal page freeing logic.
3455          *
3456          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3457          * you need a small amount of memory in order to be able to
3458          * page out something else, and this flag essentially protects
3459          * us from recursively trying to free more memory as we're
3460          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3461          */
3462         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3463         set_freezable();
3464
3465         order = new_order = 0;
3466         balanced_order = 0;
3467         classzone_idx = new_classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3468         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3469         for ( ; ; ) {
3470                 bool ret;
3471
3472                 /*
3473                  * If the last balance_pgdat was unsuccessful it's unlikely a
3474                  * new request of a similar or harder type will succeed soon
3475                  * so consider going to sleep on the basis we reclaimed at
3476                  */
3477                 if (balanced_classzone_idx >= new_classzone_idx &&
3478                                         balanced_order == new_order) {
3479                         new_order = pgdat->kswapd_max_order;
3480                         new_classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3481                         pgdat->kswapd_max_order =  0;
3482                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3483                 }
3484
3485                 if (order < new_order || classzone_idx > new_classzone_idx) {
3486                         /*
3487                          * Don't sleep if someone wants a larger 'order'
3488                          * allocation or has tigher zone constraints
3489                          */
3490                         order = new_order;
3491                         classzone_idx = new_classzone_idx;
3492                 } else {
3493                         kswapd_try_to_sleep(pgdat, balanced_order,
3494                                                 balanced_classzone_idx);
3495                         order = pgdat->kswapd_max_order;
3496                         classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3497                         new_order = order;
3498                         new_classzone_idx = classzone_idx;
3499                         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3500                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3501                 }
3502
3503                 ret = try_to_freeze();
3504                 if (kthread_should_stop())
3505                         break;
3506
3507                 /*
3508                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3509                  * after returning from the refrigerator
3510                  */
3511                 if (!ret) {
3512                         trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, order);
3513                         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3514                         balanced_order = balance_pgdat(pgdat, order,
3515                                                 &balanced_classzone_idx);
3516                 }
3517         }
3518
3519         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3520         current->reclaim_state = NULL;
3521         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3522
3523         return 0;
3524 }
3525
3526 /*
3527  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3528  */
3529 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3530 {
3531         pg_data_t *pgdat;
3532
3533         if (!populated_zone(zone))
3534                 return;
3535
3536         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3537                 return;
3538         pgdat = zone->zone_pgdat;
3539         if (pgdat->kswapd_max_order < order) {
3540                 pgdat->kswapd_max_order = order;
3541                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx, classzone_idx);
3542         }
3543         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3544                 return;
3545         if (zone_balanced(zone, order, 0, 0))
3546                 return;
3547
3548         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3549         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3550 }
3551
3552 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3553 /*
3554  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3555  * freed pages.
3556  *
3557  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3558  * LRU order by reclaiming preferentially
3559  * inactive > active > active referenced > active mapped
3560  */
3561 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3562 {
3563         struct reclaim_state reclaim_state;
3564         struct scan_control sc = {
3565                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3566                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3567                 .priority = DEF_PRIORITY,
3568                 .may_writepage = 1,
3569                 .may_unmap = 1,
3570                 .may_swap = 1,
3571                 .hibernation_mode = 1,
3572         };
3573         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3574         struct task_struct *p = current;
3575         unsigned long nr_reclaimed;
3576
3577         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3578         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3579         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3580         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3581
3582         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3583
3584         p->reclaim_state = NULL;
3585         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3586         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3587
3588         return nr_reclaimed;
3589 }
3590 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3591
3592 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3593    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3594    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3595    restore their cpu bindings. */
3596 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3597                         void *hcpu)
3598 {
3599         int nid;
3600
3601         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3602                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3603                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3604                         const struct cpumask *mask;
3605
3606                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3607
3608                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3609                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3610                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3611                 }
3612         }
3613         return NOTIFY_OK;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3618  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3619  */
3620 int kswapd_run(int nid)
3621 {
3622         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3623         int ret = 0;
3624
3625         if (pgdat->kswapd)
3626                 return 0;
3627
3628         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3629         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3630                 /* failure at boot is fatal */
3631                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3632                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3633                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3634                 pgdat->kswapd = NULL;
3635         }
3636         return ret;
3637 }
3638
3639 /*
3640  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3641  * hold mem_hotplug_begin/end().
3642  */
3643 void kswapd_stop(int nid)
3644 {
3645         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3646
3647         if (kswapd) {
3648                 kthread_stop(kswapd);
3649                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3650         }
3651 }
3652
3653 static int __init kswapd_init(void)
3654 {
3655         int nid;
3656
3657         swap_setup();
3658         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3659                 kswapd_run(nid);
3660         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3661         return 0;
3662 }
3663
3664 module_init(kswapd_init)
3665
3666 #ifdef CONFIG_NUMA
3667 /*
3668  * Zone reclaim mode
3669  *
3670  * If non-zero call zone_reclaim when the number of free pages falls below
3671  * the watermarks.
3672  */
3673 int zone_reclaim_mode __read_mostly;
3674
3675 #define RECLAIM_OFF 0
3676 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3677 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3678 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3679
3680 /*
3681  * Priority for ZONE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3682  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3683  * a zone.
3684  */
3685 #define ZONE_RECLAIM_PRIORITY 4
3686
3687 /*
3688  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for zone_reclaim to
3689  * occur.
3690  */
3691 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3692
3693 /*
3694  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3695  * slab reclaim needs to occur.
3696  */
3697 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3698
3699 static inline unsigned long zone_unmapped_file_pages(struct zone *zone)
3700 {
3701         unsigned long file_mapped = zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED);
3702         unsigned long file_lru = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
3703                 zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE);
3704
3705         /*
3706          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3707          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3708          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3709          */
3710         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3711 }
3712
3713 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3714 static unsigned long zone_pagecache_reclaimable(struct zone *zone)
3715 {
3716         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3717         unsigned long delta = 0;
3718
3719         /*
3720          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3721          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3722          * pages like swapcache and zone_unmapped_file_pages() provides
3723          * a better estimate
3724          */
3725         if (zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3726                 nr_pagecache_reclaimable = zone_page_state(zone, NR_FILE_PAGES);
3727         else
3728                 nr_pagecache_reclaimable = zone_unmapped_file_pages(zone);
3729
3730         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3731         if (!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3732                 delta += zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY);
3733
3734         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3735         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3736                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3737
3738         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3739 }
3740
3741 /*
3742  * Try to free up some pages from this zone through reclaim.
3743  */
3744 static int __zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3745 {
3746         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3747         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3748         struct task_struct *p = current;
3749         struct reclaim_state reclaim_state;
3750         struct scan_control sc = {
3751                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3752                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3753                 .order = order,
3754                 .priority = ZONE_RECLAIM_PRIORITY,
3755                 .may_writepage = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3756                 .may_unmap = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3757                 .may_swap = 1,
3758         };
3759
3760         cond_resched();
3761         /*
3762          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3763          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3764          * and RECLAIM_UNMAP.
3765          */
3766         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3767         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3768         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3769         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3770
3771         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) > zone->min_unmapped_pages) {
3772                 /*
3773                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3774                  * priorities until we have enough memory freed.
3775                  */
3776                 do {
3777                         shrink_zone(zone, &sc, true);
3778                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3779         }
3780
3781         p->reclaim_state = NULL;
3782         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3783         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3784         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3785 }
3786
3787 int zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3788 {
3789         int node_id;
3790         int ret;
3791
3792         /*
3793          * Zone reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3794          * slab pages if we are over the defined limits.
3795          *
3796          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3797          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3798          * thrown out if the zone is overallocated. So we do not reclaim
3799          * if less than a specified percentage of the zone is used by
3800          * unmapped file backed pages.
3801          */
3802         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) <= zone->min_unmapped_pages &&
3803             zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= zone->min_slab_pages)
3804                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3805
3806         if (!zone_reclaimable(zone))
3807                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3808
3809         /*
3810          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3811          */
3812         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3813                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3814
3815         /*
3816          * Only run zone reclaim on the local zone or on zones that do not
3817          * have associated processors. This will favor the local processor
3818          * over remote processors and spread off node memory allocations
3819          * as wide as possible.
3820          */
3821         node_id = zone_to_nid(zone);
3822         if (node_state(node_id, N_CPU) && node_id != numa_node_id())
3823                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3824
3825         if (test_and_set_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags))
3826                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3827
3828         ret = __zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
3829         clear_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
3830
3831         if (!ret)
3832                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3833
3834         return ret;
3835 }
3836 #endif
3837
3838 /*
3839  * page_evictable - test whether a page is evictable
3840  * @page: the page to test
3841  *
3842  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3843  * lists vs unevictable list.
3844  *
3845  * Reasons page might not be evictable:
3846  * (1) page's mapping marked unevictable
3847  * (2) page is part of an mlocked VMA
3848  *
3849  */
3850 int page_evictable(struct page *page)
3851 {
3852         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3853 }
3854
3855 #ifdef CONFIG_SHMEM
3856 /**
3857  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3858  * @pages:      array of pages to check
3859  * @nr_pages:   number of pages to check
3860  *
3861  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3862  *
3863  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3864  */
3865 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3866 {
3867         struct lruvec *lruvec;
3868         struct zone *zone = NULL;
3869         int pgscanned = 0;
3870         int pgrescued = 0;
3871         int i;
3872
3873         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3874                 struct page *page = pages[i];
3875                 struct zone *pagezone;
3876
3877                 pgscanned++;
3878                 pagezone = page_zone(page);
3879                 if (pagezone != zone) {
3880                         if (zone)
3881                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3882                         zone = pagezone;
3883                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
3884                 }
3885                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
3886
3887                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3888                         continue;
3889
3890                 if (page_evictable(page)) {
3891                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3892
3893                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3894                         ClearPageUnevictable(page);
3895                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3896                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3897                         pgrescued++;
3898                 }
3899         }
3900
3901         if (zone) {
3902                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3903                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3904                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3905         }
3906 }
3907 #endif /* CONFIG_SHMEM */