]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - mm/vmscan.c
fs/userfaultfd.c: drop dead code
[linux.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/sched/mm.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/gfp.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmpressure.h>
26 #include <linux/vmstat.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
31                                         buffer_heads_over_limit */
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/backing-dev.h>
34 #include <linux/rmap.h>
35 #include <linux/topology.h>
36 #include <linux/cpu.h>
37 #include <linux/cpuset.h>
38 #include <linux/compaction.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/rwsem.h>
41 #include <linux/delay.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <linux/freezer.h>
44 #include <linux/memcontrol.h>
45 #include <linux/delayacct.h>
46 #include <linux/sysctl.h>
47 #include <linux/oom.h>
48 #include <linux/prefetch.h>
49 #include <linux/printk.h>
50 #include <linux/dax.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/div64.h>
54
55 #include <linux/swapops.h>
56 #include <linux/balloon_compaction.h>
57
58 #include "internal.h"
59
60 #define CREATE_TRACE_POINTS
61 #include <trace/events/vmscan.h>
62
63 struct scan_control {
64         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
65         unsigned long nr_to_reclaim;
66
67         /* This context's GFP mask */
68         gfp_t gfp_mask;
69
70         /* Allocation order */
71         int order;
72
73         /*
74          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
75          * are scanned.
76          */
77         nodemask_t      *nodemask;
78
79         /*
80          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
81          * primary target of this reclaim invocation.
82          */
83         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
84
85         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
86         int priority;
87
88         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
89         enum zone_type reclaim_idx;
90
91         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
92         unsigned int may_writepage:1;
93
94         /* Can mapped pages be reclaimed? */
95         unsigned int may_unmap:1;
96
97         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
98         unsigned int may_swap:1;
99
100         /*
101          * Cgroups are not reclaimed below their configured memory.low,
102          * unless we threaten to OOM. If any cgroups are skipped due to
103          * memory.low and nothing was reclaimed, go back for memory.low.
104          */
105         unsigned int memcg_low_reclaim:1;
106         unsigned int memcg_low_skipped:1;
107
108         unsigned int hibernation_mode:1;
109
110         /* One of the zones is ready for compaction */
111         unsigned int compaction_ready:1;
112
113         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
114         unsigned long nr_scanned;
115
116         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
117         unsigned long nr_reclaimed;
118 };
119
120 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
121 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
122         do {                                                            \
123                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
124                         struct page *prev;                              \
125                                                                         \
126                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
127                         prefetch(&prev->_field);                        \
128                 }                                                       \
129         } while (0)
130 #else
131 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
132 #endif
133
134 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
135 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
136         do {                                                            \
137                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
138                         struct page *prev;                              \
139                                                                         \
140                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
141                         prefetchw(&prev->_field);                       \
142                 }                                                       \
143         } while (0)
144 #else
145 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
146 #endif
147
148 /*
149  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
150  */
151 int vm_swappiness = 60;
152 /*
153  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
154  * zones.
155  */
156 unsigned long vm_total_pages;
157
158 static LIST_HEAD(shrinker_list);
159 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
160
161 #ifdef CONFIG_MEMCG
162 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
163 {
164         return !sc->target_mem_cgroup;
165 }
166
167 /**
168  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
169  * @sc: scan_control in question
170  *
171  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
172  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
173  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
174  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
175  * allocation and configurability.
176  *
177  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
178  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
179  */
180 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
181 {
182         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
183
184         if (!memcg)
185                 return true;
186 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
187         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
188                 return true;
189 #endif
190         return false;
191 }
192 #else
193 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
194 {
195         return true;
196 }
197
198 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
199 {
200         return true;
201 }
202 #endif
203
204 /*
205  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
206  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
207  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
208  */
209 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
210 {
211         unsigned long nr;
212
213         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
214                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
215         if (get_nr_swap_pages() > 0)
216                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
217                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
218
219         return nr;
220 }
221
222 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
223 {
224         unsigned long nr;
225
226         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
227              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
228              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
229
230         if (get_nr_swap_pages() > 0)
231                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
232                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
233                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
234
235         return nr;
236 }
237
238 /**
239  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
240  * @lruvec: lru vector
241  * @lru: lru to use
242  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
243  */
244 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
245 {
246         unsigned long lru_size;
247         int zid;
248
249         if (!mem_cgroup_disabled())
250                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
251         else
252                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
253
254         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
255                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
256                 unsigned long size;
257
258                 if (!managed_zone(zone))
259                         continue;
260
261                 if (!mem_cgroup_disabled())
262                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
263                 else
264                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
265                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
266                 lru_size -= min(size, lru_size);
267         }
268
269         return lru_size;
270
271 }
272
273 /*
274  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
275  */
276 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
277 {
278         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
279
280         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
281                 size *= nr_node_ids;
282
283         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
284         if (!shrinker->nr_deferred)
285                 return -ENOMEM;
286
287         down_write(&shrinker_rwsem);
288         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
289         up_write(&shrinker_rwsem);
290         return 0;
291 }
292 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
293
294 /*
295  * Remove one
296  */
297 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
298 {
299         down_write(&shrinker_rwsem);
300         list_del(&shrinker->list);
301         up_write(&shrinker_rwsem);
302         kfree(shrinker->nr_deferred);
303 }
304 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
305
306 #define SHRINK_BATCH 128
307
308 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
309                                     struct shrinker *shrinker,
310                                     unsigned long nr_scanned,
311                                     unsigned long nr_eligible)
312 {
313         unsigned long freed = 0;
314         unsigned long long delta;
315         long total_scan;
316         long freeable;
317         long nr;
318         long new_nr;
319         int nid = shrinkctl->nid;
320         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
321                                           : SHRINK_BATCH;
322         long scanned = 0, next_deferred;
323
324         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
325         if (freeable == 0)
326                 return 0;
327
328         /*
329          * copy the current shrinker scan count into a local variable
330          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
331          * don't also do this scanning work.
332          */
333         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
334
335         total_scan = nr;
336         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
337         delta *= freeable;
338         do_div(delta, nr_eligible + 1);
339         total_scan += delta;
340         if (total_scan < 0) {
341                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
342                        shrinker->scan_objects, total_scan);
343                 total_scan = freeable;
344                 next_deferred = nr;
345         } else
346                 next_deferred = total_scan;
347
348         /*
349          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
350          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
351          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
352          * nr being built up so when a shrink that can do some work
353          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
354          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
355          * memory.
356          *
357          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
358          * a large delta change is calculated directly.
359          */
360         if (delta < freeable / 4)
361                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
362
363         /*
364          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
365          * never try to free more than twice the estimate number of
366          * freeable entries.
367          */
368         if (total_scan > freeable * 2)
369                 total_scan = freeable * 2;
370
371         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
372                                    nr_scanned, nr_eligible,
373                                    freeable, delta, total_scan);
374
375         /*
376          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
377          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
378          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
379          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
380          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
381          * objects spread over several slabs with usage less than the
382          * batch_size.
383          *
384          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
385          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
386          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
387          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
388          * possible.
389          */
390         while (total_scan >= batch_size ||
391                total_scan >= freeable) {
392                 unsigned long ret;
393                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
394
395                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
396                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
397                 if (ret == SHRINK_STOP)
398                         break;
399                 freed += ret;
400
401                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
402                 total_scan -= nr_to_scan;
403                 scanned += nr_to_scan;
404
405                 cond_resched();
406         }
407
408         if (next_deferred >= scanned)
409                 next_deferred -= scanned;
410         else
411                 next_deferred = 0;
412         /*
413          * move the unused scan count back into the shrinker in a
414          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
415          * scan, there is no need to do an update.
416          */
417         if (next_deferred > 0)
418                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
419                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
420         else
421                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
422
423         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
424         return freed;
425 }
426
427 /**
428  * shrink_slab - shrink slab caches
429  * @gfp_mask: allocation context
430  * @nid: node whose slab caches to target
431  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
432  * @nr_scanned: pressure numerator
433  * @nr_eligible: pressure denominator
434  *
435  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
436  *
437  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
438  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
439  *
440  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
441  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
442  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
443  * shrinkers are called.
444  *
445  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
446  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
447  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
448  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
449  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
450  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
451  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
452  *
453  * Returns the number of reclaimed slab objects.
454  */
455 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
456                                  struct mem_cgroup *memcg,
457                                  unsigned long nr_scanned,
458                                  unsigned long nr_eligible)
459 {
460         struct shrinker *shrinker;
461         unsigned long freed = 0;
462
463         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
464                 return 0;
465
466         if (nr_scanned == 0)
467                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
468
469         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
470                 /*
471                  * If we would return 0, our callers would understand that we
472                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
473                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
474                  * time.
475                  */
476                 freed = 1;
477                 goto out;
478         }
479
480         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
481                 struct shrink_control sc = {
482                         .gfp_mask = gfp_mask,
483                         .nid = nid,
484                         .memcg = memcg,
485                 };
486
487                 /*
488                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
489                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
490                  * passing NULL for memcg.
491                  */
492                 if (memcg_kmem_enabled() &&
493                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
494                         continue;
495
496                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
497                         sc.nid = 0;
498
499                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
500         }
501
502         up_read(&shrinker_rwsem);
503 out:
504         cond_resched();
505         return freed;
506 }
507
508 void drop_slab_node(int nid)
509 {
510         unsigned long freed;
511
512         do {
513                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
514
515                 freed = 0;
516                 do {
517                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
518                                              1000, 1000);
519                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
520         } while (freed > 10);
521 }
522
523 void drop_slab(void)
524 {
525         int nid;
526
527         for_each_online_node(nid)
528                 drop_slab_node(nid);
529 }
530
531 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
532 {
533         /*
534          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
535          * that isolated the page, the page cache radix tree and
536          * optional buffer heads at page->private.
537          */
538         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
539 }
540
541 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
542 {
543         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
544                 return 1;
545         if (!inode_write_congested(inode))
546                 return 1;
547         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
548                 return 1;
549         return 0;
550 }
551
552 /*
553  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
554  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
555  * fsync(), msync() or close().
556  *
557  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
558  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
559  * that page is locked, the mapping is pinned.
560  *
561  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
562  * __GFP_FS.
563  */
564 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
565                                 struct page *page, int error)
566 {
567         lock_page(page);
568         if (page_mapping(page) == mapping)
569                 mapping_set_error(mapping, error);
570         unlock_page(page);
571 }
572
573 /* possible outcome of pageout() */
574 typedef enum {
575         /* failed to write page out, page is locked */
576         PAGE_KEEP,
577         /* move page to the active list, page is locked */
578         PAGE_ACTIVATE,
579         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
580         PAGE_SUCCESS,
581         /* page is clean and locked */
582         PAGE_CLEAN,
583 } pageout_t;
584
585 /*
586  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
587  * Calls ->writepage().
588  */
589 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
590                          struct scan_control *sc)
591 {
592         /*
593          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
594          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
595          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
596          * stalls if we need to run get_block().  We could test
597          * PagePrivate for that.
598          *
599          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
600          * this page's queue, we can perform writeback even if that
601          * will block.
602          *
603          * If the page is swapcache, write it back even if that would
604          * block, for some throttling. This happens by accident, because
605          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
606          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
607          */
608         if (!is_page_cache_freeable(page))
609                 return PAGE_KEEP;
610         if (!mapping) {
611                 /*
612                  * Some data journaling orphaned pages can have
613                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
614                  */
615                 if (page_has_private(page)) {
616                         if (try_to_free_buffers(page)) {
617                                 ClearPageDirty(page);
618                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
619                                 return PAGE_CLEAN;
620                         }
621                 }
622                 return PAGE_KEEP;
623         }
624         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
625                 return PAGE_ACTIVATE;
626         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
627                 return PAGE_KEEP;
628
629         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
630                 int res;
631                 struct writeback_control wbc = {
632                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
633                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
634                         .range_start = 0,
635                         .range_end = LLONG_MAX,
636                         .for_reclaim = 1,
637                 };
638
639                 SetPageReclaim(page);
640                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
641                 if (res < 0)
642                         handle_write_error(mapping, page, res);
643                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
644                         ClearPageReclaim(page);
645                         return PAGE_ACTIVATE;
646                 }
647
648                 if (!PageWriteback(page)) {
649                         /* synchronous write or broken a_ops? */
650                         ClearPageReclaim(page);
651                 }
652                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
653                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
654                 return PAGE_SUCCESS;
655         }
656
657         return PAGE_CLEAN;
658 }
659
660 /*
661  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
662  * gets returned with a refcount of 0.
663  */
664 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
665                             bool reclaimed)
666 {
667         unsigned long flags;
668
669         BUG_ON(!PageLocked(page));
670         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
671
672         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
673         /*
674          * The non racy check for a busy page.
675          *
676          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
677          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
678          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
679          * here, then the following race may occur:
680          *
681          * get_user_pages(&page);
682          * [user mapping goes away]
683          * write_to(page);
684          *                              !PageDirty(page)    [good]
685          * SetPageDirty(page);
686          * put_page(page);
687          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
688          *
689          * [oops, our write_to data is lost]
690          *
691          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
692          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
693          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
694          *
695          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
696          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
697          */
698         if (!page_ref_freeze(page, 2))
699                 goto cannot_free;
700         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
701         if (unlikely(PageDirty(page))) {
702                 page_ref_unfreeze(page, 2);
703                 goto cannot_free;
704         }
705
706         if (PageSwapCache(page)) {
707                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
708                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
709                 __delete_from_swap_cache(page);
710                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
711                 put_swap_page(page, swap);
712         } else {
713                 void (*freepage)(struct page *);
714                 void *shadow = NULL;
715
716                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
717                 /*
718                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
719                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
720                  *
721                  * But don't store shadows in an address space that is
722                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
723                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
724                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
725                  * back.
726                  *
727                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
728                  * only page cache pages found in these are zero pages
729                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
730                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
731                  * same page_tree.
732                  */
733                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
734                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
735                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
736                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
737                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
738
739                 if (freepage != NULL)
740                         freepage(page);
741         }
742
743         return 1;
744
745 cannot_free:
746         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
747         return 0;
748 }
749
750 /*
751  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
752  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
753  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
754  * this page.
755  */
756 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
757 {
758         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
759                 /*
760                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
761                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
762                  * atomic operation.
763                  */
764                 page_ref_unfreeze(page, 1);
765                 return 1;
766         }
767         return 0;
768 }
769
770 /**
771  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
772  * @page: page to be put back to appropriate lru list
773  *
774  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
775  * Page may still be unevictable for other reasons.
776  *
777  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
778  */
779 void putback_lru_page(struct page *page)
780 {
781         bool is_unevictable;
782         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
783
784         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
785
786 redo:
787         ClearPageUnevictable(page);
788
789         if (page_evictable(page)) {
790                 /*
791                  * For evictable pages, we can use the cache.
792                  * In event of a race, worst case is we end up with an
793                  * unevictable page on [in]active list.
794                  * We know how to handle that.
795                  */
796                 is_unevictable = false;
797                 lru_cache_add(page);
798         } else {
799                 /*
800                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
801                  * list.
802                  */
803                 is_unevictable = true;
804                 add_page_to_unevictable_list(page);
805                 /*
806                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
807                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
808                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
809                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
810                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
811                  * the page back to the evictable list.
812                  *
813                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
814                  */
815                 smp_mb();
816         }
817
818         /*
819          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
820          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
821          * check after we added it to the list, again.
822          */
823         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
824                 if (!isolate_lru_page(page)) {
825                         put_page(page);
826                         goto redo;
827                 }
828                 /* This means someone else dropped this page from LRU
829                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
830                  * nothing to do here.
831                  */
832         }
833
834         if (was_unevictable && !is_unevictable)
835                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
836         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
837                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
838
839         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
840 }
841
842 enum page_references {
843         PAGEREF_RECLAIM,
844         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
845         PAGEREF_KEEP,
846         PAGEREF_ACTIVATE,
847 };
848
849 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
850                                                   struct scan_control *sc)
851 {
852         int referenced_ptes, referenced_page;
853         unsigned long vm_flags;
854
855         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
856                                           &vm_flags);
857         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
858
859         /*
860          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
861          * move the page to the unevictable list.
862          */
863         if (vm_flags & VM_LOCKED)
864                 return PAGEREF_RECLAIM;
865
866         if (referenced_ptes) {
867                 if (PageSwapBacked(page))
868                         return PAGEREF_ACTIVATE;
869                 /*
870                  * All mapped pages start out with page table
871                  * references from the instantiating fault, so we need
872                  * to look twice if a mapped file page is used more
873                  * than once.
874                  *
875                  * Mark it and spare it for another trip around the
876                  * inactive list.  Another page table reference will
877                  * lead to its activation.
878                  *
879                  * Note: the mark is set for activated pages as well
880                  * so that recently deactivated but used pages are
881                  * quickly recovered.
882                  */
883                 SetPageReferenced(page);
884
885                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
886                         return PAGEREF_ACTIVATE;
887
888                 /*
889                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
890                  */
891                 if (vm_flags & VM_EXEC)
892                         return PAGEREF_ACTIVATE;
893
894                 return PAGEREF_KEEP;
895         }
896
897         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
898         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
899                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
900
901         return PAGEREF_RECLAIM;
902 }
903
904 /* Check if a page is dirty or under writeback */
905 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
906                                        bool *dirty, bool *writeback)
907 {
908         struct address_space *mapping;
909
910         /*
911          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
912          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
913          */
914         if (!page_is_file_cache(page) ||
915             (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page))) {
916                 *dirty = false;
917                 *writeback = false;
918                 return;
919         }
920
921         /* By default assume that the page flags are accurate */
922         *dirty = PageDirty(page);
923         *writeback = PageWriteback(page);
924
925         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
926         if (!page_has_private(page))
927                 return;
928
929         mapping = page_mapping(page);
930         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
931                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
932 }
933
934 struct reclaim_stat {
935         unsigned nr_dirty;
936         unsigned nr_unqueued_dirty;
937         unsigned nr_congested;
938         unsigned nr_writeback;
939         unsigned nr_immediate;
940         unsigned nr_activate;
941         unsigned nr_ref_keep;
942         unsigned nr_unmap_fail;
943 };
944
945 /*
946  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
947  */
948 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
949                                       struct pglist_data *pgdat,
950                                       struct scan_control *sc,
951                                       enum ttu_flags ttu_flags,
952                                       struct reclaim_stat *stat,
953                                       bool force_reclaim)
954 {
955         LIST_HEAD(ret_pages);
956         LIST_HEAD(free_pages);
957         int pgactivate = 0;
958         unsigned nr_unqueued_dirty = 0;
959         unsigned nr_dirty = 0;
960         unsigned nr_congested = 0;
961         unsigned nr_reclaimed = 0;
962         unsigned nr_writeback = 0;
963         unsigned nr_immediate = 0;
964         unsigned nr_ref_keep = 0;
965         unsigned nr_unmap_fail = 0;
966
967         cond_resched();
968
969         while (!list_empty(page_list)) {
970                 struct address_space *mapping;
971                 struct page *page;
972                 int may_enter_fs;
973                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
974                 bool dirty, writeback;
975
976                 cond_resched();
977
978                 page = lru_to_page(page_list);
979                 list_del(&page->lru);
980
981                 if (!trylock_page(page))
982                         goto keep;
983
984                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
985
986                 sc->nr_scanned++;
987
988                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
989                         goto activate_locked;
990
991                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
992                         goto keep_locked;
993
994                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
995                 if ((page_mapped(page) || PageSwapCache(page)) &&
996                     !(PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)))
997                         sc->nr_scanned++;
998
999                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
1000                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
1001
1002                 /*
1003                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
1004                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
1005                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
1006                  * is all dirty unqueued pages.
1007                  */
1008                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1009                 if (dirty || writeback)
1010                         nr_dirty++;
1011
1012                 if (dirty && !writeback)
1013                         nr_unqueued_dirty++;
1014
1015                 /*
1016                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1017                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1018                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1019                  * end of the LRU a second time.
1020                  */
1021                 mapping = page_mapping(page);
1022                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1023                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1024                     (writeback && PageReclaim(page)))
1025                         nr_congested++;
1026
1027                 /*
1028                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1029                  * are three cases to consider.
1030                  *
1031                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1032                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1033                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1034                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1035                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1036                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1037                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1038                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1039                  *    caller can stall after page list has been processed.
1040                  *
1041                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1042                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1043                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1044                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1045                  *    reclaim and continue scanning.
1046                  *
1047                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1048                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1049                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1050                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1051                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1052                  *    would probably show more reasons.
1053                  *
1054                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1055                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1056                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1057                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1058                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1059                  *
1060                  * In cases 1) and 2) we activate the pages to get them out of
1061                  * the way while we continue scanning for clean pages on the
1062                  * inactive list and refilling from the active list. The
1063                  * observation here is that waiting for disk writes is more
1064                  * expensive than potentially causing reloads down the line.
1065                  * Since they're marked for immediate reclaim, they won't put
1066                  * memory pressure on the cache working set any longer than it
1067                  * takes to write them to disk.
1068                  */
1069                 if (PageWriteback(page)) {
1070                         /* Case 1 above */
1071                         if (current_is_kswapd() &&
1072                             PageReclaim(page) &&
1073                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1074                                 nr_immediate++;
1075                                 goto activate_locked;
1076
1077                         /* Case 2 above */
1078                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1079                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1080                                 /*
1081                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1082                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1083                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1084                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1085                                  * enough to care.  What we do want is for this
1086                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1087                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1088                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1089                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1090                                  */
1091                                 SetPageReclaim(page);
1092                                 nr_writeback++;
1093                                 goto activate_locked;
1094
1095                         /* Case 3 above */
1096                         } else {
1097                                 unlock_page(page);
1098                                 wait_on_page_writeback(page);
1099                                 /* then go back and try same page again */
1100                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1101                                 continue;
1102                         }
1103                 }
1104
1105                 if (!force_reclaim)
1106                         references = page_check_references(page, sc);
1107
1108                 switch (references) {
1109                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1110                         goto activate_locked;
1111                 case PAGEREF_KEEP:
1112                         nr_ref_keep++;
1113                         goto keep_locked;
1114                 case PAGEREF_RECLAIM:
1115                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1116                         ; /* try to reclaim the page below */
1117                 }
1118
1119                 /*
1120                  * Anonymous process memory has backing store?
1121                  * Try to allocate it some swap space here.
1122                  * Lazyfree page could be freed directly
1123                  */
1124                 if (PageAnon(page) && PageSwapBacked(page) &&
1125                     !PageSwapCache(page)) {
1126                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1127                                 goto keep_locked;
1128                         if (PageTransHuge(page)) {
1129                                 /* cannot split THP, skip it */
1130                                 if (!can_split_huge_page(page, NULL))
1131                                         goto activate_locked;
1132                                 /*
1133                                  * Split pages without a PMD map right
1134                                  * away. Chances are some or all of the
1135                                  * tail pages can be freed without IO.
1136                                  */
1137                                 if (!compound_mapcount(page) &&
1138                                     split_huge_page_to_list(page, page_list))
1139                                         goto activate_locked;
1140                         }
1141                         if (!add_to_swap(page)) {
1142                                 if (!PageTransHuge(page))
1143                                         goto activate_locked;
1144                                 /* Split THP and swap individual base pages */
1145                                 if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1146                                         goto activate_locked;
1147                                 if (!add_to_swap(page))
1148                                         goto activate_locked;
1149                         }
1150
1151                         /* XXX: We don't support THP writes */
1152                         if (PageTransHuge(page) &&
1153                                   split_huge_page_to_list(page, page_list)) {
1154                                 delete_from_swap_cache(page);
1155                                 goto activate_locked;
1156                         }
1157
1158                         may_enter_fs = 1;
1159
1160                         /* Adding to swap updated mapping */
1161                         mapping = page_mapping(page);
1162                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1163                         /* Split file THP */
1164                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1165                                 goto keep_locked;
1166                 }
1167
1168                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1169
1170                 /*
1171                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1172                  * processes. Try to unmap it here.
1173                  */
1174                 if (page_mapped(page)) {
1175                         if (!try_to_unmap(page, ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH)) {
1176                                 nr_unmap_fail++;
1177                                 goto activate_locked;
1178                         }
1179                 }
1180
1181                 if (PageDirty(page)) {
1182                         /*
1183                          * Only kswapd can writeback filesystem pages
1184                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1185                          * injecting inefficient single-page IO into
1186                          * flusher writeback as much as possible: only
1187                          * write pages when we've encountered many
1188                          * dirty pages, and when we've already scanned
1189                          * the rest of the LRU for clean pages and see
1190                          * the same dirty pages again (PageReclaim).
1191                          */
1192                         if (page_is_file_cache(page) &&
1193                             (!current_is_kswapd() || !PageReclaim(page) ||
1194                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1195                                 /*
1196                                  * Immediately reclaim when written back.
1197                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1198                                  * except we already have the page isolated
1199                                  * and know it's dirty
1200                                  */
1201                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1202                                 SetPageReclaim(page);
1203
1204                                 goto activate_locked;
1205                         }
1206
1207                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1208                                 goto keep_locked;
1209                         if (!may_enter_fs)
1210                                 goto keep_locked;
1211                         if (!sc->may_writepage)
1212                                 goto keep_locked;
1213
1214                         /*
1215                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1216                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1217                          * starts and then write it out here.
1218                          */
1219                         try_to_unmap_flush_dirty();
1220                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1221                         case PAGE_KEEP:
1222                                 goto keep_locked;
1223                         case PAGE_ACTIVATE:
1224                                 goto activate_locked;
1225                         case PAGE_SUCCESS:
1226                                 if (PageWriteback(page))
1227                                         goto keep;
1228                                 if (PageDirty(page))
1229                                         goto keep;
1230
1231                                 /*
1232                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1233                                  * ahead and try to reclaim the page.
1234                                  */
1235                                 if (!trylock_page(page))
1236                                         goto keep;
1237                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1238                                         goto keep_locked;
1239                                 mapping = page_mapping(page);
1240                         case PAGE_CLEAN:
1241                                 ; /* try to free the page below */
1242                         }
1243                 }
1244
1245                 /*
1246                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1247                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1248                  * the page as well.
1249                  *
1250                  * We do this even if the page is PageDirty().
1251                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1252                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1253                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1254                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1255                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1256                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1257                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1258                  *
1259                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1260                  * the pages which were not successfully invalidated in
1261                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1262                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1263                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1264                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1265                  */
1266                 if (page_has_private(page)) {
1267                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1268                                 goto activate_locked;
1269                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1270                                 unlock_page(page);
1271                                 if (put_page_testzero(page))
1272                                         goto free_it;
1273                                 else {
1274                                         /*
1275                                          * rare race with speculative reference.
1276                                          * the speculative reference will free
1277                                          * this page shortly, so we may
1278                                          * increment nr_reclaimed here (and
1279                                          * leave it off the LRU).
1280                                          */
1281                                         nr_reclaimed++;
1282                                         continue;
1283                                 }
1284                         }
1285                 }
1286
1287                 if (PageAnon(page) && !PageSwapBacked(page)) {
1288                         /* follow __remove_mapping for reference */
1289                         if (!page_ref_freeze(page, 1))
1290                                 goto keep_locked;
1291                         if (PageDirty(page)) {
1292                                 page_ref_unfreeze(page, 1);
1293                                 goto keep_locked;
1294                         }
1295
1296                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1297                 } else if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1298                         goto keep_locked;
1299                 /*
1300                  * At this point, we have no other references and there is
1301                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1302                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1303                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1304                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1305                  */
1306                 __ClearPageLocked(page);
1307 free_it:
1308                 nr_reclaimed++;
1309
1310                 /*
1311                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1312                  * appear not as the counts should be low
1313                  */
1314                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1315                 continue;
1316
1317 activate_locked:
1318                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1319                 if (PageSwapCache(page) && (mem_cgroup_swap_full(page) ||
1320                                                 PageMlocked(page)))
1321                         try_to_free_swap(page);
1322                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1323                 if (!PageMlocked(page)) {
1324                         SetPageActive(page);
1325                         pgactivate++;
1326                 }
1327 keep_locked:
1328                 unlock_page(page);
1329 keep:
1330                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1331                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1332         }
1333
1334         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1335         try_to_unmap_flush();
1336         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1337
1338         list_splice(&ret_pages, page_list);
1339         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1340
1341         if (stat) {
1342                 stat->nr_dirty = nr_dirty;
1343                 stat->nr_congested = nr_congested;
1344                 stat->nr_unqueued_dirty = nr_unqueued_dirty;
1345                 stat->nr_writeback = nr_writeback;
1346                 stat->nr_immediate = nr_immediate;
1347                 stat->nr_activate = pgactivate;
1348                 stat->nr_ref_keep = nr_ref_keep;
1349                 stat->nr_unmap_fail = nr_unmap_fail;
1350         }
1351         return nr_reclaimed;
1352 }
1353
1354 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1355                                             struct list_head *page_list)
1356 {
1357         struct scan_control sc = {
1358                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1359                 .priority = DEF_PRIORITY,
1360                 .may_unmap = 1,
1361         };
1362         unsigned long ret;
1363         struct page *page, *next;
1364         LIST_HEAD(clean_pages);
1365
1366         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1367                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1368                     !__PageMovable(page)) {
1369                         ClearPageActive(page);
1370                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1371                 }
1372         }
1373
1374         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1375                         TTU_IGNORE_ACCESS, NULL, true);
1376         list_splice(&clean_pages, page_list);
1377         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1378         return ret;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1383  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1384  * freed elsewhere are also ignored.
1385  *
1386  * page:        page to consider
1387  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1388  *
1389  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1390  */
1391 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1392 {
1393         int ret = -EINVAL;
1394
1395         /* Only take pages on the LRU. */
1396         if (!PageLRU(page))
1397                 return ret;
1398
1399         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1400         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1401                 return ret;
1402
1403         ret = -EBUSY;
1404
1405         /*
1406          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1407          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1408          * blocking - clean pages for the most part.
1409          *
1410          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1411          * that it is possible to migrate without blocking
1412          */
1413         if (mode & ISOLATE_ASYNC_MIGRATE) {
1414                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1415                 if (PageWriteback(page))
1416                         return ret;
1417
1418                 if (PageDirty(page)) {
1419                         struct address_space *mapping;
1420
1421                         /*
1422                          * Only pages without mappings or that have a
1423                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1424                          * without blocking
1425                          */
1426                         mapping = page_mapping(page);
1427                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1428                                 return ret;
1429                 }
1430         }
1431
1432         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1433                 return ret;
1434
1435         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1436                 /*
1437                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1438                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1439                  * page release code relies on it.
1440                  */
1441                 ClearPageLRU(page);
1442                 ret = 0;
1443         }
1444
1445         return ret;
1446 }
1447
1448
1449 /*
1450  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1451  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1452  */
1453 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1454                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1455 {
1456         int zid;
1457
1458         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1459                 if (!nr_zone_taken[zid])
1460                         continue;
1461
1462                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1463 #ifdef CONFIG_MEMCG
1464                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1465 #endif
1466         }
1467
1468 }
1469
1470 /*
1471  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1472  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1473  * and working on them outside the LRU lock.
1474  *
1475  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1476  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1477  *
1478  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1479  *
1480  * @nr_to_scan: The number of eligible pages to look through on the list.
1481  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1482  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1483  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1484  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1485  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1486  * @lru:        LRU list id for isolating
1487  *
1488  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1489  */
1490 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1491                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1492                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1493                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1494 {
1495         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1496         unsigned long nr_taken = 0;
1497         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1498         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1499         unsigned long skipped = 0;
1500         unsigned long scan, total_scan, nr_pages;
1501         LIST_HEAD(pages_skipped);
1502
1503         scan = 0;
1504         for (total_scan = 0;
1505              scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan && !list_empty(src);
1506              total_scan++) {
1507                 struct page *page;
1508
1509                 page = lru_to_page(src);
1510                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1511
1512                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1513
1514                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1515                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1516                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1517                         continue;
1518                 }
1519
1520                 /*
1521                  * Do not count skipped pages because that makes the function
1522                  * return with no isolated pages if the LRU mostly contains
1523                  * ineligible pages.  This causes the VM to not reclaim any
1524                  * pages, triggering a premature OOM.
1525                  */
1526                 scan++;
1527                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1528                 case 0:
1529                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1530                         nr_taken += nr_pages;
1531                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1532                         list_move(&page->lru, dst);
1533                         break;
1534
1535                 case -EBUSY:
1536                         /* else it is being freed elsewhere */
1537                         list_move(&page->lru, src);
1538                         continue;
1539
1540                 default:
1541                         BUG();
1542                 }
1543         }
1544
1545         /*
1546          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1547          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1548          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1549          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1550          * system at risk of premature OOM.
1551          */
1552         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1553                 int zid;
1554
1555                 list_splice(&pages_skipped, src);
1556                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1557                         if (!nr_skipped[zid])
1558                                 continue;
1559
1560                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1561                         skipped += nr_skipped[zid];
1562                 }
1563         }
1564         *nr_scanned = total_scan;
1565         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
1566                                     total_scan, skipped, nr_taken, mode, lru);
1567         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1568         return nr_taken;
1569 }
1570
1571 /**
1572  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1573  * @page: page to isolate from its LRU list
1574  *
1575  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1576  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1577  *
1578  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1579  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1580  *
1581  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1582  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1583  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1584  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1585  *
1586  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1587  * found will be decremented.
1588  *
1589  * Restrictions:
1590  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1591  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1592  *     without a stable reference).
1593  * (2) the lru_lock must not be held.
1594  * (3) interrupts must be enabled.
1595  */
1596 int isolate_lru_page(struct page *page)
1597 {
1598         int ret = -EBUSY;
1599
1600         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1601         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1602
1603         if (PageLRU(page)) {
1604                 struct zone *zone = page_zone(page);
1605                 struct lruvec *lruvec;
1606
1607                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1608                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1609                 if (PageLRU(page)) {
1610                         int lru = page_lru(page);
1611                         get_page(page);
1612                         ClearPageLRU(page);
1613                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1614                         ret = 0;
1615                 }
1616                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1617         }
1618         return ret;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1623  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1624  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1625  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1626  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1627  */
1628 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1629                 struct scan_control *sc)
1630 {
1631         unsigned long inactive, isolated;
1632
1633         if (current_is_kswapd())
1634                 return 0;
1635
1636         if (!sane_reclaim(sc))
1637                 return 0;
1638
1639         if (file) {
1640                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1641                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1642         } else {
1643                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1644                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1645         }
1646
1647         /*
1648          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1649          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1650          * deadlock.
1651          */
1652         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1653                 inactive >>= 3;
1654
1655         return isolated > inactive;
1656 }
1657
1658 static noinline_for_stack void
1659 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1660 {
1661         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1662         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1663         LIST_HEAD(pages_to_free);
1664
1665         /*
1666          * Put back any unfreeable pages.
1667          */
1668         while (!list_empty(page_list)) {
1669                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1670                 int lru;
1671
1672                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1673                 list_del(&page->lru);
1674                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1675                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1676                         putback_lru_page(page);
1677                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1678                         continue;
1679                 }
1680
1681                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1682
1683                 SetPageLRU(page);
1684                 lru = page_lru(page);
1685                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1686
1687                 if (is_active_lru(lru)) {
1688                         int file = is_file_lru(lru);
1689                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1690                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1691                 }
1692                 if (put_page_testzero(page)) {
1693                         __ClearPageLRU(page);
1694                         __ClearPageActive(page);
1695                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1696
1697                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1698                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1699                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1700                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1701                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1702                         } else
1703                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1704                 }
1705         }
1706
1707         /*
1708          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1709          */
1710         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1715  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1716  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1717  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1718  */
1719 static int current_may_throttle(void)
1720 {
1721         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1722                 current->backing_dev_info == NULL ||
1723                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1724 }
1725
1726 /*
1727  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1728  * of reclaimed pages
1729  */
1730 static noinline_for_stack unsigned long
1731 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1732                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1733 {
1734         LIST_HEAD(page_list);
1735         unsigned long nr_scanned;
1736         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1737         unsigned long nr_taken;
1738         struct reclaim_stat stat = {};
1739         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1740         int file = is_file_lru(lru);
1741         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1742         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1743
1744         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1745                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1746
1747                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1748                 if (fatal_signal_pending(current))
1749                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1750         }
1751
1752         lru_add_drain();
1753
1754         if (!sc->may_unmap)
1755                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1756
1757         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1758
1759         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1760                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1761
1762         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1763         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1764
1765         if (global_reclaim(sc)) {
1766                 if (current_is_kswapd())
1767                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1768                 else
1769                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1770         }
1771         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1772
1773         if (nr_taken == 0)
1774                 return 0;
1775
1776         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, 0,
1777                                 &stat, false);
1778
1779         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1780
1781         if (global_reclaim(sc)) {
1782                 if (current_is_kswapd())
1783                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1784                 else
1785                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1786         }
1787
1788         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1789
1790         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1791
1792         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1793
1794         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1795         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1796
1797         /*
1798          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1799          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1800          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1801          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1802          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1803          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1804          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1805          * same way balance_dirty_pages() manages.
1806          *
1807          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1808          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1809          * are encountered in the nr_immediate check below.
1810          */
1811         if (stat.nr_writeback && stat.nr_writeback == nr_taken)
1812                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1813
1814         /*
1815          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1816          * stalling here.
1817          */
1818         if (sane_reclaim(sc)) {
1819                 /*
1820                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1821                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1822                  */
1823                 if (stat.nr_dirty && stat.nr_dirty == stat.nr_congested)
1824                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1825
1826                 /*
1827                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1828                  * implies that flushers are not doing their job. This can
1829                  * happen when memory pressure pushes dirty pages to the end of
1830                  * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
1831                  * data has expired. It can also happen when the proportion of
1832                  * dirty pages grows not through writes but through memory
1833                  * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
1834                  * the flushers simply cannot keep up with the allocation
1835                  * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep, but
1836                  * also allow kswapd to start writing pages during reclaim.
1837                  */
1838                 if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken) {
1839                         wakeup_flusher_threads(0, WB_REASON_VMSCAN);
1840                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1841                 }
1842
1843                 /*
1844                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1845                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1846                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1847                  * they are written so also forcibly stall.
1848                  */
1849                 if (stat.nr_immediate && current_may_throttle())
1850                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1851         }
1852
1853         /*
1854          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1855          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1856          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1857          */
1858         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1859             current_may_throttle())
1860                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1861
1862         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1863                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1864                         stat.nr_dirty,  stat.nr_writeback,
1865                         stat.nr_congested, stat.nr_immediate,
1866                         stat.nr_activate, stat.nr_ref_keep,
1867                         stat.nr_unmap_fail,
1868                         sc->priority, file);
1869         return nr_reclaimed;
1870 }
1871
1872 /*
1873  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1874  *
1875  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1876  * processes, from rmap.
1877  *
1878  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1879  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1880  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1881  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1882  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1883  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1884  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1885  *
1886  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1887  * But we had to alter page->flags anyway.
1888  *
1889  * Returns the number of pages moved to the given lru.
1890  */
1891
1892 static unsigned move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1893                                      struct list_head *list,
1894                                      struct list_head *pages_to_free,
1895                                      enum lru_list lru)
1896 {
1897         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1898         struct page *page;
1899         int nr_pages;
1900         int nr_moved = 0;
1901
1902         while (!list_empty(list)) {
1903                 page = lru_to_page(list);
1904                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1905
1906                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1907                 SetPageLRU(page);
1908
1909                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1910                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1911                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1912
1913                 if (put_page_testzero(page)) {
1914                         __ClearPageLRU(page);
1915                         __ClearPageActive(page);
1916                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1917
1918                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1919                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1920                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1921                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1922                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1923                         } else
1924                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1925                 } else {
1926                         nr_moved += nr_pages;
1927                 }
1928         }
1929
1930         if (!is_active_lru(lru))
1931                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_moved);
1932
1933         return nr_moved;
1934 }
1935
1936 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1937                                struct lruvec *lruvec,
1938                                struct scan_control *sc,
1939                                enum lru_list lru)
1940 {
1941         unsigned long nr_taken;
1942         unsigned long nr_scanned;
1943         unsigned long vm_flags;
1944         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1945         LIST_HEAD(l_active);
1946         LIST_HEAD(l_inactive);
1947         struct page *page;
1948         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1949         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
1950         unsigned nr_rotated = 0;
1951         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1952         int file = is_file_lru(lru);
1953         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1954
1955         lru_add_drain();
1956
1957         if (!sc->may_unmap)
1958                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1959
1960         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1961
1962         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1963                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1964
1965         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1966         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1967
1968         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1969
1970         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1971
1972         while (!list_empty(&l_hold)) {
1973                 cond_resched();
1974                 page = lru_to_page(&l_hold);
1975                 list_del(&page->lru);
1976
1977                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1978                         putback_lru_page(page);
1979                         continue;
1980                 }
1981
1982                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1983                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1984                                 if (page_has_private(page))
1985                                         try_to_release_page(page, 0);
1986                                 unlock_page(page);
1987                         }
1988                 }
1989
1990                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1991                                     &vm_flags)) {
1992                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1993                         /*
1994                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1995                          * give them one more trip around the active list. So
1996                          * that executable code get better chances to stay in
1997                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1998                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1999                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
2000                          * so we ignore them here.
2001                          */
2002                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
2003                                 list_add(&page->lru, &l_active);
2004                                 continue;
2005                         }
2006                 }
2007
2008                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
2009                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
2010         }
2011
2012         /*
2013          * Move pages back to the lru list.
2014          */
2015         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2016         /*
2017          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
2018          * even though only some of them are actually re-activated.  This
2019          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
2020          * get_scan_count.
2021          */
2022         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2023
2024         nr_activate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2025         nr_deactivate = move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2026         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2027         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2028
2029         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2030         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2031         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2032                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2033 }
2034
2035 /*
2036  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2037  * to do too much work.
2038  *
2039  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2040  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2041  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2042  *
2043  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2044  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2045  *
2046  * If that fails and refaulting is observed, the inactive list grows.
2047  *
2048  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2049  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2050  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2051  *
2052  * total     target    max
2053  * memory    ratio     inactive
2054  * -------------------------------------
2055  *   10MB       1         5MB
2056  *  100MB       1        50MB
2057  *    1GB       3       250MB
2058  *   10GB      10       0.9GB
2059  *  100GB      31         3GB
2060  *    1TB     101        10GB
2061  *   10TB     320        32GB
2062  */
2063 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2064                                  struct mem_cgroup *memcg,
2065                                  struct scan_control *sc, bool actual_reclaim)
2066 {
2067         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2068         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2069         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2070         unsigned long inactive, active;
2071         unsigned long inactive_ratio;
2072         unsigned long refaults;
2073         unsigned long gb;
2074
2075         /*
2076          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2077          * is pointless.
2078          */
2079         if (!file && !total_swap_pages)
2080                 return false;
2081
2082         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2083         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2084
2085         if (memcg)
2086                 refaults = memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE);
2087         else
2088                 refaults = node_page_state(pgdat, WORKINGSET_ACTIVATE);
2089
2090         /*
2091          * When refaults are being observed, it means a new workingset
2092          * is being established. Disable active list protection to get
2093          * rid of the stale workingset quickly.
2094          */
2095         if (file && actual_reclaim && lruvec->refaults != refaults) {
2096                 inactive_ratio = 0;
2097         } else {
2098                 gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2099                 if (gb)
2100                         inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2101                 else
2102                         inactive_ratio = 1;
2103         }
2104
2105         if (actual_reclaim)
2106                 trace_mm_vmscan_inactive_list_is_low(pgdat->node_id, sc->reclaim_idx,
2107                         lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, MAX_NR_ZONES), inactive,
2108                         lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, MAX_NR_ZONES), active,
2109                         inactive_ratio, file);
2110
2111         return inactive * inactive_ratio < active;
2112 }
2113
2114 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2115                                  struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2116                                  struct scan_control *sc)
2117 {
2118         if (is_active_lru(lru)) {
2119                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru),
2120                                          memcg, sc, true))
2121                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2122                 return 0;
2123         }
2124
2125         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2126 }
2127
2128 enum scan_balance {
2129         SCAN_EQUAL,
2130         SCAN_FRACT,
2131         SCAN_ANON,
2132         SCAN_FILE,
2133 };
2134
2135 /*
2136  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2137  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2138  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2139  * onto the active list instead of evict.
2140  *
2141  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2142  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2143  */
2144 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2145                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2146                            unsigned long *lru_pages)
2147 {
2148         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2149         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2150         u64 fraction[2];
2151         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2152         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2153         unsigned long anon_prio, file_prio;
2154         enum scan_balance scan_balance;
2155         unsigned long anon, file;
2156         unsigned long ap, fp;
2157         enum lru_list lru;
2158
2159         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2160         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2161                 scan_balance = SCAN_FILE;
2162                 goto out;
2163         }
2164
2165         /*
2166          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2167          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2168          * disable swapping for individual groups completely when
2169          * using the memory controller's swap limit feature would be
2170          * too expensive.
2171          */
2172         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2173                 scan_balance = SCAN_FILE;
2174                 goto out;
2175         }
2176
2177         /*
2178          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2179          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2180          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2181          */
2182         if (!sc->priority && swappiness) {
2183                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2184                 goto out;
2185         }
2186
2187         /*
2188          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2189          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2190          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2191          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2192          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2193          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2194          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2195          */
2196         if (global_reclaim(sc)) {
2197                 unsigned long pgdatfile;
2198                 unsigned long pgdatfree;
2199                 int z;
2200                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2201
2202                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2203                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2204                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2205
2206                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2207                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2208                         if (!managed_zone(zone))
2209                                 continue;
2210
2211                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2212                 }
2213
2214                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2215                         scan_balance = SCAN_ANON;
2216                         goto out;
2217                 }
2218         }
2219
2220         /*
2221          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2222          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2223          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2224          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2225          * Without the second condition we could end up never scanning an
2226          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2227          * system is under heavy pressure.
2228          */
2229         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, memcg, sc, false) &&
2230             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2231                 scan_balance = SCAN_FILE;
2232                 goto out;
2233         }
2234
2235         scan_balance = SCAN_FRACT;
2236
2237         /*
2238          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2239          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2240          */
2241         anon_prio = swappiness;
2242         file_prio = 200 - anon_prio;
2243
2244         /*
2245          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2246          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2247          * ratios to determine how valuable each cache is.
2248          *
2249          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2250          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2251          * up weighing recent references more than old ones.
2252          *
2253          * anon in [0], file in [1]
2254          */
2255
2256         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2257                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2258         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2259                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2260
2261         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2262         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2263                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2264                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2265         }
2266
2267         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2268                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2269                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2270         }
2271
2272         /*
2273          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2274          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2275          * each list that were recently referenced and in active use.
2276          */
2277         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2278         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2279
2280         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2281         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2282         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2283
2284         fraction[0] = ap;
2285         fraction[1] = fp;
2286         denominator = ap + fp + 1;
2287 out:
2288         *lru_pages = 0;
2289         for_each_evictable_lru(lru) {
2290                 int file = is_file_lru(lru);
2291                 unsigned long size;
2292                 unsigned long scan;
2293
2294                 size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2295                 scan = size >> sc->priority;
2296                 /*
2297                  * If the cgroup's already been deleted, make sure to
2298                  * scrape out the remaining cache.
2299                  */
2300                 if (!scan && !mem_cgroup_online(memcg))
2301                         scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2302
2303                 switch (scan_balance) {
2304                 case SCAN_EQUAL:
2305                         /* Scan lists relative to size */
2306                         break;
2307                 case SCAN_FRACT:
2308                         /*
2309                          * Scan types proportional to swappiness and
2310                          * their relative recent reclaim efficiency.
2311                          */
2312                         scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2313                                          denominator);
2314                         break;
2315                 case SCAN_FILE:
2316                 case SCAN_ANON:
2317                         /* Scan one type exclusively */
2318                         if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2319                                 size = 0;
2320                                 scan = 0;
2321                         }
2322                         break;
2323                 default:
2324                         /* Look ma, no brain */
2325                         BUG();
2326                 }
2327
2328                 *lru_pages += size;
2329                 nr[lru] = scan;
2330         }
2331 }
2332
2333 /*
2334  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2335  */
2336 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2337                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2338 {
2339         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2340         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2341         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2342         unsigned long nr_to_scan;
2343         enum lru_list lru;
2344         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2345         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2346         struct blk_plug plug;
2347         bool scan_adjusted;
2348
2349         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2350
2351         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2352         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2353
2354         /*
2355          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2356          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2357          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2358          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2359          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2360          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2361          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2362          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2363          * dropped to zero at the first pass.
2364          */
2365         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2366                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2367
2368         blk_start_plug(&plug);
2369         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2370                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2371                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2372                 unsigned long nr_scanned;
2373
2374                 for_each_evictable_lru(lru) {
2375                         if (nr[lru]) {
2376                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2377                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2378
2379                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2380                                                             lruvec, memcg, sc);
2381                         }
2382                 }
2383
2384                 cond_resched();
2385
2386                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2387                         continue;
2388
2389                 /*
2390                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2391                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2392                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2393                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2394                  * proportional to the original scan target.
2395                  */
2396                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2397                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2398
2399                 /*
2400                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2401                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2402                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2403                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2404                  */
2405                 if (!nr_file || !nr_anon)
2406                         break;
2407
2408                 if (nr_file > nr_anon) {
2409                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2410                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2411                         lru = LRU_BASE;
2412                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2413                 } else {
2414                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2415                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2416                         lru = LRU_FILE;
2417                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2418                 }
2419
2420                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2421                 nr[lru] = 0;
2422                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2423
2424                 /*
2425                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2426                  * scan target and the percentage scanning already complete
2427                  */
2428                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2429                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2430                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2431                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2432
2433                 lru += LRU_ACTIVE;
2434                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2435                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2436                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2437
2438                 scan_adjusted = true;
2439         }
2440         blk_finish_plug(&plug);
2441         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2442
2443         /*
2444          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2445          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2446          */
2447         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, memcg, sc, true))
2448                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2449                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2450 }
2451
2452 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2453 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2454 {
2455         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2456                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2457                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2458                 return true;
2459
2460         return false;
2461 }
2462
2463 /*
2464  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2465  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2466  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2467  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2468  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2469  */
2470 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2471                                         unsigned long nr_reclaimed,
2472                                         unsigned long nr_scanned,
2473                                         struct scan_control *sc)
2474 {
2475         unsigned long pages_for_compaction;
2476         unsigned long inactive_lru_pages;
2477         int z;
2478
2479         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2480         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2481                 return false;
2482
2483         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2484         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2485                 /*
2486                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2487                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2488                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2489                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2490                  */
2491                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2492                         return false;
2493         } else {
2494                 /*
2495                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2496                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2497                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2498                  * pages that were scanned. This will return to the
2499                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2500                  * the resulting allocation attempt fails
2501                  */
2502                 if (!nr_reclaimed)
2503                         return false;
2504         }
2505
2506         /*
2507          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2508          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2509          */
2510         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2511         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2512         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2513                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2514         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2515                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2516                 return true;
2517
2518         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2519         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2520                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2521                 if (!managed_zone(zone))
2522                         continue;
2523
2524                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2525                 case COMPACT_SUCCESS:
2526                 case COMPACT_CONTINUE:
2527                         return false;
2528                 default:
2529                         /* check next zone */
2530                         ;
2531                 }
2532         }
2533         return true;
2534 }
2535
2536 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2537 {
2538         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2539         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2540         bool reclaimable = false;
2541
2542         do {
2543                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2544                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2545                         .pgdat = pgdat,
2546                         .priority = sc->priority,
2547                 };
2548                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2549                 struct mem_cgroup *memcg;
2550
2551                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2552                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2553
2554                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2555                 do {
2556                         unsigned long lru_pages;
2557                         unsigned long reclaimed;
2558                         unsigned long scanned;
2559
2560                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2561                                 if (!sc->memcg_low_reclaim) {
2562                                         sc->memcg_low_skipped = 1;
2563                                         continue;
2564                                 }
2565                                 mem_cgroup_event(memcg, MEMCG_LOW);
2566                         }
2567
2568                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2569                         scanned = sc->nr_scanned;
2570
2571                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2572                         node_lru_pages += lru_pages;
2573
2574                         if (memcg)
2575                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2576                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2577                                             lru_pages);
2578
2579                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2580                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2581                                    sc->nr_scanned - scanned,
2582                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2583
2584                         /*
2585                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2586                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2587                          * node.
2588                          *
2589                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2590                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2591                          * retry with decreasing priority if one round over the
2592                          * whole hierarchy is not sufficient.
2593                          */
2594                         if (!global_reclaim(sc) &&
2595                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2596                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2597                                 break;
2598                         }
2599                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2600
2601                 /*
2602                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2603                  * the eligible LRU pages were scanned.
2604                  */
2605                 if (global_reclaim(sc))
2606                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2607                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2608                                     node_lru_pages);
2609
2610                 if (reclaim_state) {
2611                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2612                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2613                 }
2614
2615                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2616                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2617                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2618                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2619
2620                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2621                         reclaimable = true;
2622
2623         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2624                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2625
2626         /*
2627          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
2628          * many failures to reclaim anything from them and goes to
2629          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
2630          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
2631          */
2632         if (reclaimable)
2633                 pgdat->kswapd_failures = 0;
2634
2635         return reclaimable;
2636 }
2637
2638 /*
2639  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2640  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2641  * should reclaim first.
2642  */
2643 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2644 {
2645         unsigned long watermark;
2646         enum compact_result suitable;
2647
2648         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2649         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2650                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2651                 return true;
2652         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2653                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2654                 return false;
2655
2656         /*
2657          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2658          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2659          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2660          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2661          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2662          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2663          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2664          */
2665         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2666
2667         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2668 }
2669
2670 /*
2671  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2672  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2673  * request.
2674  *
2675  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2676  * scan then give up on it.
2677  */
2678 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2679 {
2680         struct zoneref *z;
2681         struct zone *zone;
2682         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2683         unsigned long nr_soft_scanned;
2684         gfp_t orig_mask;
2685         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2686
2687         /*
2688          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2689          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2690          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2691          */
2692         orig_mask = sc->gfp_mask;
2693         if (buffer_heads_over_limit) {
2694                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2695                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2696         }
2697
2698         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2699                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2700                 /*
2701                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2702                  * to global LRU.
2703                  */
2704                 if (global_reclaim(sc)) {
2705                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2706                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2707                                 continue;
2708
2709                         /*
2710                          * If we already have plenty of memory free for
2711                          * compaction in this zone, don't free any more.
2712                          * Even though compaction is invoked for any
2713                          * non-zero order, only frequent costly order
2714                          * reclamation is disruptive enough to become a
2715                          * noticeable problem, like transparent huge
2716                          * page allocations.
2717                          */
2718                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2719                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2720                             compaction_ready(zone, sc)) {
2721                                 sc->compaction_ready = true;
2722                                 continue;
2723                         }
2724
2725                         /*
2726                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2727                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2728                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2729                          * the user prefers lower zones being preserved.
2730                          */
2731                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2732                                 continue;
2733
2734                         /*
2735                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2736                          * and returns the number of reclaimed pages and
2737                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2738                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2739                          */
2740                         nr_soft_scanned = 0;
2741                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2742                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2743                                                 &nr_soft_scanned);
2744                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2745                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2746                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2747                 }
2748
2749                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2750                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2751                         continue;
2752                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2753                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2754         }
2755
2756         /*
2757          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2758          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2759          */
2760         sc->gfp_mask = orig_mask;
2761 }
2762
2763 static void snapshot_refaults(struct mem_cgroup *root_memcg, pg_data_t *pgdat)
2764 {
2765         struct mem_cgroup *memcg;
2766
2767         memcg = mem_cgroup_iter(root_memcg, NULL, NULL);
2768         do {
2769                 unsigned long refaults;
2770                 struct lruvec *lruvec;
2771
2772                 if (memcg)
2773                         refaults = memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE);
2774                 else
2775                         refaults = node_page_state(pgdat, WORKINGSET_ACTIVATE);
2776
2777                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2778                 lruvec->refaults = refaults;
2779         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root_memcg, memcg, NULL)));
2780 }
2781
2782 /*
2783  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2784  *
2785  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2786  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2787  *
2788  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2789  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2790  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2791  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2792  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2793  * work, and the allocation attempt will fail.
2794  *
2795  * returns:     0, if no pages reclaimed
2796  *              else, the number of pages reclaimed
2797  */
2798 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2799                                           struct scan_control *sc)
2800 {
2801         int initial_priority = sc->priority;
2802         pg_data_t *last_pgdat;
2803         struct zoneref *z;
2804         struct zone *zone;
2805 retry:
2806         delayacct_freepages_start();
2807
2808         if (global_reclaim(sc))
2809                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2810
2811         do {
2812                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2813                                 sc->priority);
2814                 sc->nr_scanned = 0;
2815                 shrink_zones(zonelist, sc);
2816
2817                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2818                         break;
2819
2820                 if (sc->compaction_ready)
2821                         break;
2822
2823                 /*
2824                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2825                  * writepage even in laptop mode.
2826                  */
2827                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2828                         sc->may_writepage = 1;
2829         } while (--sc->priority >= 0);
2830
2831         last_pgdat = NULL;
2832         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist, sc->reclaim_idx,
2833                                         sc->nodemask) {
2834                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2835                         continue;
2836                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2837                 snapshot_refaults(sc->target_mem_cgroup, zone->zone_pgdat);
2838         }
2839
2840         delayacct_freepages_end();
2841
2842         if (sc->nr_reclaimed)
2843                 return sc->nr_reclaimed;
2844
2845         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2846         if (sc->compaction_ready)
2847                 return 1;
2848
2849         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2850         if (sc->memcg_low_skipped) {
2851                 sc->priority = initial_priority;
2852                 sc->memcg_low_reclaim = 1;
2853                 sc->memcg_low_skipped = 0;
2854                 goto retry;
2855         }
2856
2857         return 0;
2858 }
2859
2860 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
2861 {
2862         struct zone *zone;
2863         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2864         unsigned long free_pages = 0;
2865         int i;
2866         bool wmark_ok;
2867
2868         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
2869                 return true;
2870
2871         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2872                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2873                 if (!managed_zone(zone))
2874                         continue;
2875
2876                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
2877                         continue;
2878
2879                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2880                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2881         }
2882
2883         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2884         if (!pfmemalloc_reserve)
2885                 return true;
2886
2887         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2888
2889         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2890         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2891                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2892                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2893                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2894         }
2895
2896         return wmark_ok;
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2901  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2902  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2903  * when the low watermark is reached.
2904  *
2905  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2906  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2907  */
2908 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2909                                         nodemask_t *nodemask)
2910 {
2911         struct zoneref *z;
2912         struct zone *zone;
2913         pg_data_t *pgdat = NULL;
2914
2915         /*
2916          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2917          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2918          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2919          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2920          * processes to block on log_wait_commit().
2921          */
2922         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2923                 goto out;
2924
2925         /*
2926          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2927          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2928          */
2929         if (fatal_signal_pending(current))
2930                 goto out;
2931
2932         /*
2933          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2934          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2935          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2936          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2937          *
2938          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2939          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2940          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2941          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2942          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2943          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2944          * should make reasonable progress.
2945          */
2946         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2947                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2948                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2949                         continue;
2950
2951                 /* Throttle based on the first usable node */
2952                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2953                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
2954                         goto out;
2955                 break;
2956         }
2957
2958         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2959         if (!pgdat)
2960                 goto out;
2961
2962         /* Account for the throttling */
2963         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2964
2965         /*
2966          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2967          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2968          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2969          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2970          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2971          * second before continuing.
2972          */
2973         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2974                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2975                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
2976
2977                 goto check_pending;
2978         }
2979
2980         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2981         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2982                 allow_direct_reclaim(pgdat));
2983
2984 check_pending:
2985         if (fatal_signal_pending(current))
2986                 return true;
2987
2988 out:
2989         return false;
2990 }
2991
2992 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2993                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2994 {
2995         unsigned long nr_reclaimed;
2996         struct scan_control sc = {
2997                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2998                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
2999                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
3000                 .order = order,
3001                 .nodemask = nodemask,
3002                 .priority = DEF_PRIORITY,
3003                 .may_writepage = !laptop_mode,
3004                 .may_unmap = 1,
3005                 .may_swap = 1,
3006         };
3007
3008         /*
3009          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
3010          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
3011          * point.
3012          */
3013         if (throttle_direct_reclaim(sc.gfp_mask, zonelist, nodemask))
3014                 return 1;
3015
3016         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
3017                                 sc.may_writepage,
3018                                 sc.gfp_mask,
3019                                 sc.reclaim_idx);
3020
3021         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3022
3023         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
3024
3025         return nr_reclaimed;
3026 }
3027
3028 #ifdef CONFIG_MEMCG
3029
3030 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
3031                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
3032                                                 pg_data_t *pgdat,
3033                                                 unsigned long *nr_scanned)
3034 {
3035         struct scan_control sc = {
3036                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3037                 .target_mem_cgroup = memcg,
3038                 .may_writepage = !laptop_mode,
3039                 .may_unmap = 1,
3040                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3041                 .may_swap = !noswap,
3042         };
3043         unsigned long lru_pages;
3044
3045         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3046                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3047
3048         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3049                                                       sc.may_writepage,
3050                                                       sc.gfp_mask,
3051                                                       sc.reclaim_idx);
3052
3053         /*
3054          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3055          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3056          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3057          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3058          * the priority and make it zero.
3059          */
3060         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3061
3062         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3063
3064         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3065         return sc.nr_reclaimed;
3066 }
3067
3068 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3069                                            unsigned long nr_pages,
3070                                            gfp_t gfp_mask,
3071                                            bool may_swap)
3072 {
3073         struct zonelist *zonelist;
3074         unsigned long nr_reclaimed;
3075         int nid;
3076         unsigned int noreclaim_flag;
3077         struct scan_control sc = {
3078                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3079                 .gfp_mask = (current_gfp_context(gfp_mask) & GFP_RECLAIM_MASK) |
3080                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3081                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3082                 .target_mem_cgroup = memcg,
3083                 .priority = DEF_PRIORITY,
3084                 .may_writepage = !laptop_mode,
3085                 .may_unmap = 1,
3086                 .may_swap = may_swap,
3087         };
3088
3089         /*
3090          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3091          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3092          * scan does not need to be the current node.
3093          */
3094         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3095
3096         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3097
3098         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3099                                             sc.may_writepage,
3100                                             sc.gfp_mask,
3101                                             sc.reclaim_idx);
3102
3103         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
3104         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3105         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
3106
3107         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3108
3109         return nr_reclaimed;
3110 }
3111 #endif
3112
3113 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3114                                 struct scan_control *sc)
3115 {
3116         struct mem_cgroup *memcg;
3117
3118         if (!total_swap_pages)
3119                 return;
3120
3121         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3122         do {
3123                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3124
3125                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, memcg, sc, true))
3126                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3127                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3128
3129                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3130         } while (memcg);
3131 }
3132
3133 /*
3134  * Returns true if there is an eligible zone balanced for the request order
3135  * and classzone_idx
3136  */
3137 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3138 {
3139         int i;
3140         unsigned long mark = -1;
3141         struct zone *zone;
3142
3143         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3144                 zone = pgdat->node_zones + i;
3145
3146                 if (!managed_zone(zone))
3147                         continue;
3148
3149                 mark = high_wmark_pages(zone);
3150                 if (zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3151                         return true;
3152         }
3153
3154         /*
3155          * If a node has no populated zone within classzone_idx, it does not
3156          * need balancing by definition. This can happen if a zone-restricted
3157          * allocation tries to wake a remote kswapd.
3158          */
3159         if (mark == -1)
3160                 return true;
3161
3162         return false;
3163 }
3164
3165 /* Clear pgdat state for congested, dirty or under writeback. */
3166 static void clear_pgdat_congested(pg_data_t *pgdat)
3167 {
3168         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
3169         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
3170         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
3171 }
3172
3173 /*
3174  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3175  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3176  *
3177  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3178  */
3179 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3180 {
3181         /*
3182          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3183          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
3184          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3185          * throttled. There is also a potential race if processes get
3186          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3187          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3188          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3189          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3190          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3191          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3192          * that here we are under prepare_to_wait().
3193          */
3194         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3195                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3196
3197         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3198         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3199                 return true;
3200
3201         if (pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx)) {
3202                 clear_pgdat_congested(pgdat);
3203                 return true;
3204         }
3205
3206         return false;
3207 }
3208
3209 /*
3210  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3211  * zone that is currently unbalanced.
3212  *
3213  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3214  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3215  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3216  */
3217 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3218                                struct scan_control *sc)
3219 {
3220         struct zone *zone;
3221         int z;
3222
3223         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3224         sc->nr_to_reclaim = 0;
3225         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3226                 zone = pgdat->node_zones + z;
3227                 if (!managed_zone(zone))
3228                         continue;
3229
3230                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3231         }
3232
3233         /*
3234          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3235          * now pressure is applied based on node LRU order.
3236          */
3237         shrink_node(pgdat, sc);
3238
3239         /*
3240          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3241          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3242          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3243          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3244          * can direct reclaim/compact.
3245          */
3246         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3247                 sc->order = 0;
3248
3249         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3250 }
3251
3252 /*
3253  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3254  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3255  * balanced.
3256  *
3257  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3258  *
3259  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3260  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3261  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3262  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3263  * balanced.
3264  */
3265 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3266 {
3267         int i;
3268         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3269         unsigned long nr_soft_scanned;
3270         struct zone *zone;
3271         struct scan_control sc = {
3272                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3273                 .order = order,
3274                 .priority = DEF_PRIORITY,
3275                 .may_writepage = !laptop_mode,
3276                 .may_unmap = 1,
3277                 .may_swap = 1,
3278         };
3279         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3280
3281         do {
3282                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
3283                 bool raise_priority = true;
3284
3285                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3286
3287                 /*
3288                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3289                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3290                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3291                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3292                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3293                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3294                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3295                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3296                  */
3297                 if (buffer_heads_over_limit) {
3298                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3299                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3300                                 if (!managed_zone(zone))
3301                                         continue;
3302
3303                                 sc.reclaim_idx = i;
3304                                 break;
3305                         }
3306                 }
3307
3308                 /*
3309                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Note that
3310                  * sc.reclaim_idx is not used as buffer_heads_over_limit may
3311                  * have adjusted it.
3312                  */
3313                 if (pgdat_balanced(pgdat, sc.order, classzone_idx))
3314                         goto out;
3315
3316                 /*
3317                  * Do some background aging of the anon list, to give
3318                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3319                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3320                  * about consistent aging.
3321                  */
3322                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3323
3324                 /*
3325                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3326                  * even in laptop mode.
3327                  */
3328                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3329                         sc.may_writepage = 1;
3330
3331                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3332                 sc.nr_scanned = 0;
3333                 nr_soft_scanned = 0;
3334                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3335                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3336                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3337
3338                 /*
3339                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3340                  * enough pages are already being scanned that that high
3341                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3342                  */
3343                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3344                         raise_priority = false;
3345
3346                 /*
3347                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3348                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3349                  * able to safely make forward progress. Wake them
3350                  */
3351                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3352                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
3353                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3354
3355                 /* Check if kswapd should be suspending */
3356                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3357                         break;
3358
3359                 /*
3360                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3361                  * progress in reclaiming pages
3362                  */
3363                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
3364                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
3365                         sc.priority--;
3366         } while (sc.priority >= 1);
3367
3368         if (!sc.nr_reclaimed)
3369                 pgdat->kswapd_failures++;
3370
3371 out:
3372         snapshot_refaults(NULL, pgdat);
3373         /*
3374          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3375          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3376          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3377          * remain at the higher level.
3378          */
3379         return sc.order;
3380 }
3381
3382 /*
3383  * pgdat->kswapd_classzone_idx is the highest zone index that a recent
3384  * allocation request woke kswapd for. When kswapd has not woken recently,
3385  * the value is MAX_NR_ZONES which is not a valid index. This compares a
3386  * given classzone and returns it or the highest classzone index kswapd
3387  * was recently woke for.
3388  */
3389 static enum zone_type kswapd_classzone_idx(pg_data_t *pgdat,
3390                                            enum zone_type classzone_idx)
3391 {
3392         if (pgdat->kswapd_classzone_idx == MAX_NR_ZONES)
3393                 return classzone_idx;
3394
3395         return max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3396 }
3397
3398 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3399                                 unsigned int classzone_idx)
3400 {
3401         long remaining = 0;
3402         DEFINE_WAIT(wait);
3403
3404         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3405                 return;
3406
3407         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3408
3409         /*
3410          * Try to sleep for a short interval. Note that kcompactd will only be
3411          * woken if it is possible to sleep for a short interval. This is
3412          * deliberate on the assumption that if reclaim cannot keep an
3413          * eligible zone balanced that it's also unlikely that compaction will
3414          * succeed.
3415          */
3416         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3417                 /*
3418                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3419                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3420                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3421                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3422                  */
3423                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3424
3425                 /*
3426                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3427                  * allocation of the requested order possible.
3428                  */
3429                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3430
3431                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3432
3433                 /*
3434                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3435                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3436                  * the previous request that slept prematurely.
3437                  */
3438                 if (remaining) {
3439                         pgdat->kswapd_classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, classzone_idx);
3440                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3441                 }
3442
3443                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3444                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3445         }
3446
3447         /*
3448          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3449          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3450          */
3451         if (!remaining &&
3452             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3453                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3454
3455                 /*
3456                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3457                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3458                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3459                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3460                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3461                  * them before going back to sleep.
3462                  */
3463                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3464
3465                 if (!kthread_should_stop())
3466                         schedule();
3467
3468                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3469         } else {
3470                 if (remaining)
3471                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3472                 else
3473                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3474         }
3475         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3476 }
3477
3478 /*
3479  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3480  * from the init process.
3481  *
3482  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3483  * free memory available even if there is no other activity
3484  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3485  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3486  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3487  *
3488  * If there are applications that are active memory-allocators
3489  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3490  */
3491 static int kswapd(void *p)
3492 {
3493         unsigned int alloc_order, reclaim_order;
3494         unsigned int classzone_idx = MAX_NR_ZONES - 1;
3495         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3496         struct task_struct *tsk = current;
3497
3498         struct reclaim_state reclaim_state = {
3499                 .reclaimed_slab = 0,
3500         };
3501         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3502
3503         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3504
3505         if (!cpumask_empty(cpumask))
3506                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3507         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3508
3509         /*
3510          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3511          * and that if we need more memory we should get access to it
3512          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3513          * never get caught in the normal page freeing logic.
3514          *
3515          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3516          * you need a small amount of memory in order to be able to
3517          * page out something else, and this flag essentially protects
3518          * us from recursively trying to free more memory as we're
3519          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3520          */
3521         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3522         set_freezable();
3523
3524         pgdat->kswapd_order = 0;
3525         pgdat->kswapd_classzone_idx = MAX_NR_ZONES;
3526         for ( ; ; ) {
3527                 bool ret;
3528
3529                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3530                 classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, classzone_idx);
3531
3532 kswapd_try_sleep:
3533                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3534                                         classzone_idx);
3535
3536                 /* Read the new order and classzone_idx */
3537                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3538                 classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, 0);
3539                 pgdat->kswapd_order = 0;
3540                 pgdat->kswapd_classzone_idx = MAX_NR_ZONES;
3541
3542                 ret = try_to_freeze();
3543                 if (kthread_should_stop())
3544                         break;
3545
3546                 /*
3547                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3548                  * after returning from the refrigerator
3549                  */
3550                 if (ret)
3551                         continue;
3552
3553                 /*
3554                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3555                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3556                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3557                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3558                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3559                  * request (alloc_order).
3560                  */
3561                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3562                                                 alloc_order);
3563                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3564                 if (reclaim_order < alloc_order)
3565                         goto kswapd_try_sleep;
3566         }
3567
3568         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3569         current->reclaim_state = NULL;
3570         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3571
3572         return 0;
3573 }
3574
3575 /*
3576  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3577  */
3578 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3579 {
3580         pg_data_t *pgdat;
3581
3582         if (!managed_zone(zone))
3583                 return;
3584
3585         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3586                 return;
3587         pgdat = zone->zone_pgdat;
3588         pgdat->kswapd_classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat,
3589                                                            classzone_idx);
3590         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3591         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3592                 return;
3593
3594         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3595         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3596                 return;
3597
3598         if (pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx))
3599                 return;
3600
3601         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, classzone_idx, order);
3602         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3603 }
3604
3605 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3606 /*
3607  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3608  * freed pages.
3609  *
3610  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3611  * LRU order by reclaiming preferentially
3612  * inactive > active > active referenced > active mapped
3613  */
3614 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3615 {
3616         struct reclaim_state reclaim_state;
3617         struct scan_control sc = {
3618                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3619                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3620                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3621                 .priority = DEF_PRIORITY,
3622                 .may_writepage = 1,
3623                 .may_unmap = 1,
3624                 .may_swap = 1,
3625                 .hibernation_mode = 1,
3626         };
3627         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3628         struct task_struct *p = current;
3629         unsigned long nr_reclaimed;
3630         unsigned int noreclaim_flag;
3631
3632         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
3633         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3634         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3635         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3636
3637         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3638
3639         p->reclaim_state = NULL;
3640         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3641         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
3642
3643         return nr_reclaimed;
3644 }
3645 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3646
3647 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3648    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3649    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3650    restore their cpu bindings. */
3651 static int kswapd_cpu_online(unsigned int cpu)
3652 {
3653         int nid;
3654
3655         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3656                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3657                 const struct cpumask *mask;
3658
3659                 mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3660
3661                 if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3662                         /* One of our CPUs online: restore mask */
3663                         set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3664         }
3665         return 0;
3666 }
3667
3668 /*
3669  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3670  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3671  */
3672 int kswapd_run(int nid)
3673 {
3674         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3675         int ret = 0;
3676
3677         if (pgdat->kswapd)
3678                 return 0;
3679
3680         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3681         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3682                 /* failure at boot is fatal */
3683                 BUG_ON(system_state < SYSTEM_RUNNING);
3684                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3685                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3686                 pgdat->kswapd = NULL;
3687         }
3688         return ret;
3689 }
3690
3691 /*
3692  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3693  * hold mem_hotplug_begin/end().
3694  */
3695 void kswapd_stop(int nid)
3696 {
3697         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3698
3699         if (kswapd) {
3700                 kthread_stop(kswapd);
3701                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3702         }
3703 }
3704
3705 static int __init kswapd_init(void)
3706 {
3707         int nid, ret;
3708
3709         swap_setup();
3710         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3711                 kswapd_run(nid);
3712         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
3713                                         "mm/vmscan:online", kswapd_cpu_online,
3714                                         NULL);
3715         WARN_ON(ret < 0);
3716         return 0;
3717 }
3718
3719 module_init(kswapd_init)
3720
3721 #ifdef CONFIG_NUMA
3722 /*
3723  * Node reclaim mode
3724  *
3725  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3726  * the watermarks.
3727  */
3728 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3729
3730 #define RECLAIM_OFF 0
3731 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3732 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3733 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3734
3735 /*
3736  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3737  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3738  * a zone.
3739  */
3740 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3741
3742 /*
3743  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3744  * occur.
3745  */
3746 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3747
3748 /*
3749  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3750  * slab reclaim needs to occur.
3751  */
3752 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3753
3754 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3755 {
3756         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3757         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3758                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3759
3760         /*
3761          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3762          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3763          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3764          */
3765         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3766 }
3767
3768 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3769 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3770 {
3771         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3772         unsigned long delta = 0;
3773
3774         /*
3775          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3776          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3777          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3778          * a better estimate
3779          */
3780         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3781                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3782         else
3783                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3784
3785         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3786         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3787                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3788
3789         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3790         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3791                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3792
3793         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3794 }
3795
3796 /*
3797  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3798  */
3799 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3800 {
3801         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3802         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3803         struct task_struct *p = current;
3804         struct reclaim_state reclaim_state;
3805         unsigned int noreclaim_flag;
3806         struct scan_control sc = {
3807                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3808                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
3809                 .order = order,
3810                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3811                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3812                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3813                 .may_swap = 1,
3814                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
3815         };
3816
3817         cond_resched();
3818         /*
3819          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3820          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3821          * and RECLAIM_UNMAP.
3822          */
3823         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
3824         p->flags |= PF_SWAPWRITE;
3825         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3826         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3827         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3828
3829         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3830                 /*
3831                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3832                  * priorities until we have enough memory freed.
3833                  */
3834                 do {
3835                         shrink_node(pgdat, &sc);
3836                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3837         }
3838
3839         p->reclaim_state = NULL;
3840         current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
3841         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
3842         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3843         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3844 }
3845
3846 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3847 {
3848         int ret;
3849
3850         /*
3851          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3852          * slab pages if we are over the defined limits.
3853          *
3854          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3855          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3856          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3857          * if less than a specified percentage of the node is used by
3858          * unmapped file backed pages.
3859          */
3860         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3861             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3862                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3863
3864         /*
3865          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3866          */
3867         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3868                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3869
3870         /*
3871          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3872          * have associated processors. This will favor the local processor
3873          * over remote processors and spread off node memory allocations
3874          * as wide as possible.
3875          */
3876         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3877                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3878
3879         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3880                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3881
3882         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3883         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3884
3885         if (!ret)
3886                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3887
3888         return ret;
3889 }
3890 #endif
3891
3892 /*
3893  * page_evictable - test whether a page is evictable
3894  * @page: the page to test
3895  *
3896  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3897  * lists vs unevictable list.
3898  *
3899  * Reasons page might not be evictable:
3900  * (1) page's mapping marked unevictable
3901  * (2) page is part of an mlocked VMA
3902  *
3903  */
3904 int page_evictable(struct page *page)
3905 {
3906         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3907 }
3908
3909 #ifdef CONFIG_SHMEM
3910 /**
3911  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3912  * @pages:      array of pages to check
3913  * @nr_pages:   number of pages to check
3914  *
3915  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3916  *
3917  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3918  */
3919 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3920 {
3921         struct lruvec *lruvec;
3922         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3923         int pgscanned = 0;
3924         int pgrescued = 0;
3925         int i;
3926
3927         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3928                 struct page *page = pages[i];
3929                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3930
3931                 pgscanned++;
3932                 if (pagepgdat != pgdat) {
3933                         if (pgdat)
3934                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3935                         pgdat = pagepgdat;
3936                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3937                 }
3938                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3939
3940                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3941                         continue;
3942
3943                 if (page_evictable(page)) {
3944                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3945
3946                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3947                         ClearPageUnevictable(page);
3948                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3949                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3950                         pgrescued++;
3951                 }
3952         }
3953
3954         if (pgdat) {
3955                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3956                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3957                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3958         }
3959 }
3960 #endif /* CONFIG_SHMEM */