GNU Linux-libre 4.9.290-gnu1
[releases.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49 #include <linux/dax.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/balloon_compaction.h>
56
57 #include "internal.h"
58
59 #define CREATE_TRACE_POINTS
60 #include <trace/events/vmscan.h>
61
62 struct scan_control {
63         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
64         unsigned long nr_to_reclaim;
65
66         /* This context's GFP mask */
67         gfp_t gfp_mask;
68
69         /* Allocation order */
70         int order;
71
72         /*
73          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
74          * are scanned.
75          */
76         nodemask_t      *nodemask;
77
78         /*
79          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
80          * primary target of this reclaim invocation.
81          */
82         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
83
84         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
85         int priority;
86
87         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
88         enum zone_type reclaim_idx;
89
90         unsigned int may_writepage:1;
91
92         /* Can mapped pages be reclaimed? */
93         unsigned int may_unmap:1;
94
95         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
96         unsigned int may_swap:1;
97
98         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
99         unsigned int may_thrash:1;
100
101         unsigned int hibernation_mode:1;
102
103         /* One of the zones is ready for compaction */
104         unsigned int compaction_ready:1;
105
106         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
107         unsigned long nr_scanned;
108
109         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
110         unsigned long nr_reclaimed;
111 };
112
113 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
114 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
115         do {                                                            \
116                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
117                         struct page *prev;                              \
118                                                                         \
119                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
120                         prefetch(&prev->_field);                        \
121                 }                                                       \
122         } while (0)
123 #else
124 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
125 #endif
126
127 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
128 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
129         do {                                                            \
130                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
131                         struct page *prev;                              \
132                                                                         \
133                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
134                         prefetchw(&prev->_field);                       \
135                 }                                                       \
136         } while (0)
137 #else
138 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
139 #endif
140
141 /*
142  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
143  */
144 int vm_swappiness = 60;
145 /*
146  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
147  * zones.
148  */
149 unsigned long vm_total_pages;
150
151 static LIST_HEAD(shrinker_list);
152 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
153
154 #ifdef CONFIG_MEMCG
155 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
156 {
157         return !sc->target_mem_cgroup;
158 }
159
160 /**
161  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
162  * @sc: scan_control in question
163  *
164  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
165  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
166  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
167  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
168  * allocation and configurability.
169  *
170  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
171  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
172  */
173 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
174 {
175         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
176
177         if (!memcg)
178                 return true;
179 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
180         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
181                 return true;
182 #endif
183         return false;
184 }
185 #else
186 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
187 {
188         return true;
189 }
190
191 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
192 {
193         return true;
194 }
195 #endif
196
197 /*
198  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
199  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
200  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
201  */
202 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
203 {
204         unsigned long nr;
205
206         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
207                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
208         if (get_nr_swap_pages() > 0)
209                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
210                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
211
212         return nr;
213 }
214
215 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
216 {
217         unsigned long nr;
218
219         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
220              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
221              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
222
223         if (get_nr_swap_pages() > 0)
224                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
225                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
226                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
227
228         return nr;
229 }
230
231 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
234                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
235 }
236
237 /**
238  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
239  * @lruvec: lru vector
240  * @lru: lru to use
241  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
242  */
243 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
244 {
245         unsigned long lru_size;
246         int zid;
247
248         if (!mem_cgroup_disabled())
249                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
250         else
251                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
252
253         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
254                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
255                 unsigned long size;
256
257                 if (!managed_zone(zone))
258                         continue;
259
260                 if (!mem_cgroup_disabled())
261                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
262                 else
263                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
264                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
265                 lru_size -= min(size, lru_size);
266         }
267
268         return lru_size;
269
270 }
271
272 /*
273  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
274  */
275 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
276 {
277         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
278
279         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
280                 size *= nr_node_ids;
281
282         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
283         if (!shrinker->nr_deferred)
284                 return -ENOMEM;
285
286         down_write(&shrinker_rwsem);
287         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
288         up_write(&shrinker_rwsem);
289         return 0;
290 }
291 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
292
293 /*
294  * Remove one
295  */
296 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
297 {
298         if (!shrinker->nr_deferred)
299                 return;
300         down_write(&shrinker_rwsem);
301         list_del(&shrinker->list);
302         up_write(&shrinker_rwsem);
303         kfree(shrinker->nr_deferred);
304         shrinker->nr_deferred = NULL;
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
307
308 #define SHRINK_BATCH 128
309
310 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
311                                     struct shrinker *shrinker,
312                                     unsigned long nr_scanned,
313                                     unsigned long nr_eligible)
314 {
315         unsigned long freed = 0;
316         unsigned long long delta;
317         long total_scan;
318         long freeable;
319         long nr;
320         long new_nr;
321         int nid = shrinkctl->nid;
322         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
323                                           : SHRINK_BATCH;
324         long scanned = 0, next_deferred;
325
326         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
327         if (freeable == 0)
328                 return 0;
329
330         /*
331          * copy the current shrinker scan count into a local variable
332          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
333          * don't also do this scanning work.
334          */
335         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
336
337         total_scan = nr;
338         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
339         delta *= freeable;
340         do_div(delta, nr_eligible + 1);
341         total_scan += delta;
342         if (total_scan < 0) {
343                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
344                        shrinker->scan_objects, total_scan);
345                 total_scan = freeable;
346                 next_deferred = nr;
347         } else
348                 next_deferred = total_scan;
349
350         /*
351          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
352          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
353          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
354          * nr being built up so when a shrink that can do some work
355          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
356          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
357          * memory.
358          *
359          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
360          * a large delta change is calculated directly.
361          */
362         if (delta < freeable / 4)
363                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
364
365         /*
366          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
367          * never try to free more than twice the estimate number of
368          * freeable entries.
369          */
370         if (total_scan > freeable * 2)
371                 total_scan = freeable * 2;
372
373         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
374                                    nr_scanned, nr_eligible,
375                                    freeable, delta, total_scan);
376
377         /*
378          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
379          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
380          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
381          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
382          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
383          * objects spread over several slabs with usage less than the
384          * batch_size.
385          *
386          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
387          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
388          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
389          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
390          * possible.
391          */
392         while (total_scan >= batch_size ||
393                total_scan >= freeable) {
394                 unsigned long ret;
395                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
396
397                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
398                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
399                 if (ret == SHRINK_STOP)
400                         break;
401                 freed += ret;
402
403                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
404                 total_scan -= nr_to_scan;
405                 scanned += nr_to_scan;
406
407                 cond_resched();
408         }
409
410         if (next_deferred >= scanned)
411                 next_deferred -= scanned;
412         else
413                 next_deferred = 0;
414         /*
415          * move the unused scan count back into the shrinker in a
416          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
417          * scan, there is no need to do an update.
418          */
419         if (next_deferred > 0)
420                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
421                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
422         else
423                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
424
425         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
426         return freed;
427 }
428
429 /**
430  * shrink_slab - shrink slab caches
431  * @gfp_mask: allocation context
432  * @nid: node whose slab caches to target
433  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
434  * @nr_scanned: pressure numerator
435  * @nr_eligible: pressure denominator
436  *
437  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
438  *
439  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
440  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
441  *
442  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
443  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
444  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
445  * shrinkers are called.
446  *
447  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
448  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
449  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
450  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
451  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
452  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
453  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
454  *
455  * Returns the number of reclaimed slab objects.
456  */
457 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
458                                  struct mem_cgroup *memcg,
459                                  unsigned long nr_scanned,
460                                  unsigned long nr_eligible)
461 {
462         struct shrinker *shrinker;
463         unsigned long freed = 0;
464
465         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
466                 return 0;
467
468         if (nr_scanned == 0)
469                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
470
471         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
472                 /*
473                  * If we would return 0, our callers would understand that we
474                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
475                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
476                  * time.
477                  */
478                 freed = 1;
479                 goto out;
480         }
481
482         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
483                 struct shrink_control sc = {
484                         .gfp_mask = gfp_mask,
485                         .nid = nid,
486                         .memcg = memcg,
487                 };
488
489                 /*
490                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
491                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
492                  * passing NULL for memcg.
493                  */
494                 if (memcg_kmem_enabled() &&
495                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
496                         continue;
497
498                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
499                         sc.nid = 0;
500
501                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
502         }
503
504         up_read(&shrinker_rwsem);
505 out:
506         cond_resched();
507         return freed;
508 }
509
510 void drop_slab_node(int nid)
511 {
512         unsigned long freed;
513
514         do {
515                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
516
517                 freed = 0;
518                 do {
519                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
520                                              1000, 1000);
521                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
522         } while (freed > 10);
523 }
524
525 void drop_slab(void)
526 {
527         int nid;
528
529         for_each_online_node(nid)
530                 drop_slab_node(nid);
531 }
532
533 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
534 {
535         /*
536          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
537          * that isolated the page, the page cache radix tree and
538          * optional buffer heads at page->private.
539          */
540         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
541 }
542
543 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
544 {
545         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
546                 return 1;
547         if (!inode_write_congested(inode))
548                 return 1;
549         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
550                 return 1;
551         return 0;
552 }
553
554 /*
555  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
556  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
557  * fsync(), msync() or close().
558  *
559  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
560  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
561  * that page is locked, the mapping is pinned.
562  *
563  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
564  * __GFP_FS.
565  */
566 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
567                                 struct page *page, int error)
568 {
569         lock_page(page);
570         if (page_mapping(page) == mapping)
571                 mapping_set_error(mapping, error);
572         unlock_page(page);
573 }
574
575 /* possible outcome of pageout() */
576 typedef enum {
577         /* failed to write page out, page is locked */
578         PAGE_KEEP,
579         /* move page to the active list, page is locked */
580         PAGE_ACTIVATE,
581         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
582         PAGE_SUCCESS,
583         /* page is clean and locked */
584         PAGE_CLEAN,
585 } pageout_t;
586
587 /*
588  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
589  * Calls ->writepage().
590  */
591 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
592                          struct scan_control *sc)
593 {
594         /*
595          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
596          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
597          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
598          * stalls if we need to run get_block().  We could test
599          * PagePrivate for that.
600          *
601          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
602          * this page's queue, we can perform writeback even if that
603          * will block.
604          *
605          * If the page is swapcache, write it back even if that would
606          * block, for some throttling. This happens by accident, because
607          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
608          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
609          */
610         if (!is_page_cache_freeable(page))
611                 return PAGE_KEEP;
612         if (!mapping) {
613                 /*
614                  * Some data journaling orphaned pages can have
615                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
616                  */
617                 if (page_has_private(page)) {
618                         if (try_to_free_buffers(page)) {
619                                 ClearPageDirty(page);
620                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
621                                 return PAGE_CLEAN;
622                         }
623                 }
624                 return PAGE_KEEP;
625         }
626         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
627                 return PAGE_ACTIVATE;
628         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
629                 return PAGE_KEEP;
630
631         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
632                 int res;
633                 struct writeback_control wbc = {
634                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
635                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
636                         .range_start = 0,
637                         .range_end = LLONG_MAX,
638                         .for_reclaim = 1,
639                 };
640
641                 SetPageReclaim(page);
642                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
643                 if (res < 0)
644                         handle_write_error(mapping, page, res);
645                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
646                         ClearPageReclaim(page);
647                         return PAGE_ACTIVATE;
648                 }
649
650                 if (!PageWriteback(page)) {
651                         /* synchronous write or broken a_ops? */
652                         ClearPageReclaim(page);
653                 }
654                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
655                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
656                 return PAGE_SUCCESS;
657         }
658
659         return PAGE_CLEAN;
660 }
661
662 /*
663  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
664  * gets returned with a refcount of 0.
665  */
666 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
667                             bool reclaimed)
668 {
669         unsigned long flags;
670
671         BUG_ON(!PageLocked(page));
672         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
673
674         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
675         /*
676          * The non racy check for a busy page.
677          *
678          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
679          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
680          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
681          * here, then the following race may occur:
682          *
683          * get_user_pages(&page);
684          * [user mapping goes away]
685          * write_to(page);
686          *                              !PageDirty(page)    [good]
687          * SetPageDirty(page);
688          * put_page(page);
689          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
690          *
691          * [oops, our write_to data is lost]
692          *
693          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
694          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
695          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
696          *
697          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
698          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
699          */
700         if (!page_ref_freeze(page, 2))
701                 goto cannot_free;
702         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
703         if (unlikely(PageDirty(page))) {
704                 page_ref_unfreeze(page, 2);
705                 goto cannot_free;
706         }
707
708         if (PageSwapCache(page)) {
709                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
710                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
711                 __delete_from_swap_cache(page);
712                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
713                 swapcache_free(swap);
714         } else {
715                 void (*freepage)(struct page *);
716                 void *shadow = NULL;
717
718                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
719                 /*
720                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
721                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
722                  *
723                  * But don't store shadows in an address space that is
724                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
725                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
726                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
727                  * back.
728                  *
729                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
730                  * only page cache pages found in these are zero pages
731                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
732                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
733                  * same page_tree.
734                  */
735                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
736                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
737                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
738                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
739                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
740
741                 if (freepage != NULL)
742                         freepage(page);
743         }
744
745         return 1;
746
747 cannot_free:
748         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
749         return 0;
750 }
751
752 /*
753  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
754  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
755  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
756  * this page.
757  */
758 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
759 {
760         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
761                 /*
762                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
763                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
764                  * atomic operation.
765                  */
766                 page_ref_unfreeze(page, 1);
767                 return 1;
768         }
769         return 0;
770 }
771
772 /**
773  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
774  * @page: page to be put back to appropriate lru list
775  *
776  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
777  * Page may still be unevictable for other reasons.
778  *
779  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
780  */
781 void putback_lru_page(struct page *page)
782 {
783         bool is_unevictable;
784         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
785
786         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
787
788 redo:
789         ClearPageUnevictable(page);
790
791         if (page_evictable(page)) {
792                 /*
793                  * For evictable pages, we can use the cache.
794                  * In event of a race, worst case is we end up with an
795                  * unevictable page on [in]active list.
796                  * We know how to handle that.
797                  */
798                 is_unevictable = false;
799                 lru_cache_add(page);
800         } else {
801                 /*
802                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
803                  * list.
804                  */
805                 is_unevictable = true;
806                 add_page_to_unevictable_list(page);
807                 /*
808                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
809                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
810                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
811                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
812                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
813                  * the page back to the evictable list.
814                  *
815                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
816                  */
817                 smp_mb();
818         }
819
820         /*
821          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
822          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
823          * check after we added it to the list, again.
824          */
825         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
826                 if (!isolate_lru_page(page)) {
827                         put_page(page);
828                         goto redo;
829                 }
830                 /* This means someone else dropped this page from LRU
831                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
832                  * nothing to do here.
833                  */
834         }
835
836         if (was_unevictable && !is_unevictable)
837                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
838         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
839                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
840
841         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
842 }
843
844 enum page_references {
845         PAGEREF_RECLAIM,
846         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
847         PAGEREF_KEEP,
848         PAGEREF_ACTIVATE,
849 };
850
851 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
852                                                   struct scan_control *sc)
853 {
854         int referenced_ptes, referenced_page;
855         unsigned long vm_flags;
856
857         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
858                                           &vm_flags);
859         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
860
861         /*
862          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
863          * move the page to the unevictable list.
864          */
865         if (vm_flags & VM_LOCKED)
866                 return PAGEREF_RECLAIM;
867
868         if (referenced_ptes) {
869                 if (PageSwapBacked(page))
870                         return PAGEREF_ACTIVATE;
871                 /*
872                  * All mapped pages start out with page table
873                  * references from the instantiating fault, so we need
874                  * to look twice if a mapped file page is used more
875                  * than once.
876                  *
877                  * Mark it and spare it for another trip around the
878                  * inactive list.  Another page table reference will
879                  * lead to its activation.
880                  *
881                  * Note: the mark is set for activated pages as well
882                  * so that recently deactivated but used pages are
883                  * quickly recovered.
884                  */
885                 SetPageReferenced(page);
886
887                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
888                         return PAGEREF_ACTIVATE;
889
890                 /*
891                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
892                  */
893                 if (vm_flags & VM_EXEC)
894                         return PAGEREF_ACTIVATE;
895
896                 return PAGEREF_KEEP;
897         }
898
899         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
900         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
901                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
902
903         return PAGEREF_RECLAIM;
904 }
905
906 /* Check if a page is dirty or under writeback */
907 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
908                                        bool *dirty, bool *writeback)
909 {
910         struct address_space *mapping;
911
912         /*
913          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
914          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
915          */
916         if (!page_is_file_cache(page)) {
917                 *dirty = false;
918                 *writeback = false;
919                 return;
920         }
921
922         /* By default assume that the page flags are accurate */
923         *dirty = PageDirty(page);
924         *writeback = PageWriteback(page);
925
926         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
927         if (!page_has_private(page))
928                 return;
929
930         mapping = page_mapping(page);
931         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
932                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
933 }
934
935 /*
936  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
937  */
938 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
939                                       struct pglist_data *pgdat,
940                                       struct scan_control *sc,
941                                       enum ttu_flags ttu_flags,
942                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
943                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
944                                       unsigned long *ret_nr_congested,
945                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
946                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
947                                       bool force_reclaim)
948 {
949         LIST_HEAD(ret_pages);
950         LIST_HEAD(free_pages);
951         int pgactivate = 0;
952         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
953         unsigned long nr_dirty = 0;
954         unsigned long nr_congested = 0;
955         unsigned long nr_reclaimed = 0;
956         unsigned long nr_writeback = 0;
957         unsigned long nr_immediate = 0;
958
959         cond_resched();
960
961         while (!list_empty(page_list)) {
962                 struct address_space *mapping;
963                 struct page *page;
964                 int may_enter_fs;
965                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
966                 bool dirty, writeback;
967                 bool lazyfree = false;
968                 int ret = SWAP_SUCCESS;
969
970                 cond_resched();
971
972                 page = lru_to_page(page_list);
973                 list_del(&page->lru);
974
975                 if (!trylock_page(page))
976                         goto keep;
977
978                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
979
980                 sc->nr_scanned++;
981
982                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
983                         goto cull_mlocked;
984
985                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
986                         goto keep_locked;
987
988                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
989                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
990                         sc->nr_scanned++;
991
992                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
993                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
994
995                 /*
996                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
997                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
998                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
999                  * is all dirty unqueued pages.
1000                  */
1001                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1002                 if (dirty || writeback)
1003                         nr_dirty++;
1004
1005                 if (dirty && !writeback)
1006                         nr_unqueued_dirty++;
1007
1008                 /*
1009                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1010                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1011                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1012                  * end of the LRU a second time.
1013                  */
1014                 mapping = page_mapping(page);
1015                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1016                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1017                     (writeback && PageReclaim(page)))
1018                         nr_congested++;
1019
1020                 /*
1021                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1022                  * are three cases to consider.
1023                  *
1024                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1025                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1026                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1027                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1028                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1029                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1030                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1031                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1032                  *    caller can stall after page list has been processed.
1033                  *
1034                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1035                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1036                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1037                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1038                  *    reclaim and continue scanning.
1039                  *
1040                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1041                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1042                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1043                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1044                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1045                  *    would probably show more reasons.
1046                  *
1047                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1048                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1049                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1050                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1051                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1052                  */
1053                 if (PageWriteback(page)) {
1054                         /* Case 1 above */
1055                         if (current_is_kswapd() &&
1056                             PageReclaim(page) &&
1057                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1058                                 nr_immediate++;
1059                                 goto keep_locked;
1060
1061                         /* Case 2 above */
1062                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1063                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1064                                 /*
1065                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1066                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1067                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1068                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1069                                  * enough to care.  What we do want is for this
1070                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1071                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1072                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1073                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1074                                  */
1075                                 SetPageReclaim(page);
1076                                 nr_writeback++;
1077                                 goto keep_locked;
1078
1079                         /* Case 3 above */
1080                         } else {
1081                                 unlock_page(page);
1082                                 wait_on_page_writeback(page);
1083                                 /* then go back and try same page again */
1084                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1085                                 continue;
1086                         }
1087                 }
1088
1089                 if (!force_reclaim)
1090                         references = page_check_references(page, sc);
1091
1092                 switch (references) {
1093                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1094                         goto activate_locked;
1095                 case PAGEREF_KEEP:
1096                         goto keep_locked;
1097                 case PAGEREF_RECLAIM:
1098                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1099                         ; /* try to reclaim the page below */
1100                 }
1101
1102                 /*
1103                  * Anonymous process memory has backing store?
1104                  * Try to allocate it some swap space here.
1105                  */
1106                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1107                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1108                                 goto keep_locked;
1109                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1110                                 goto activate_locked;
1111                         lazyfree = true;
1112                         may_enter_fs = 1;
1113
1114                         /* Adding to swap updated mapping */
1115                         mapping = page_mapping(page);
1116                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1117                         /* Split file THP */
1118                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1119                                 goto keep_locked;
1120                 }
1121
1122                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1123
1124                 /*
1125                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1126                  * processes. Try to unmap it here.
1127                  */
1128                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1129                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1130                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1131                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1132                         case SWAP_FAIL:
1133                                 goto activate_locked;
1134                         case SWAP_AGAIN:
1135                                 goto keep_locked;
1136                         case SWAP_MLOCK:
1137                                 goto cull_mlocked;
1138                         case SWAP_LZFREE:
1139                                 goto lazyfree;
1140                         case SWAP_SUCCESS:
1141                                 ; /* try to free the page below */
1142                         }
1143                 }
1144
1145                 if (PageDirty(page)) {
1146                         /*
1147                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1148                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1149                          * if many dirty pages have been encountered.
1150                          */
1151                         if (page_is_file_cache(page) &&
1152                                         (!current_is_kswapd() ||
1153                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1154                                 /*
1155                                  * Immediately reclaim when written back.
1156                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1157                                  * except we already have the page isolated
1158                                  * and know it's dirty
1159                                  */
1160                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1161                                 SetPageReclaim(page);
1162
1163                                 goto keep_locked;
1164                         }
1165
1166                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1167                                 goto keep_locked;
1168                         if (!may_enter_fs)
1169                                 goto keep_locked;
1170                         if (!sc->may_writepage)
1171                                 goto keep_locked;
1172
1173                         /*
1174                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1175                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1176                          * starts and then write it out here.
1177                          */
1178                         try_to_unmap_flush_dirty();
1179                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1180                         case PAGE_KEEP:
1181                                 goto keep_locked;
1182                         case PAGE_ACTIVATE:
1183                                 goto activate_locked;
1184                         case PAGE_SUCCESS:
1185                                 if (PageWriteback(page))
1186                                         goto keep;
1187                                 if (PageDirty(page))
1188                                         goto keep;
1189
1190                                 /*
1191                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1192                                  * ahead and try to reclaim the page.
1193                                  */
1194                                 if (!trylock_page(page))
1195                                         goto keep;
1196                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1197                                         goto keep_locked;
1198                                 mapping = page_mapping(page);
1199                         case PAGE_CLEAN:
1200                                 ; /* try to free the page below */
1201                         }
1202                 }
1203
1204                 /*
1205                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1206                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1207                  * the page as well.
1208                  *
1209                  * We do this even if the page is PageDirty().
1210                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1211                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1212                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1213                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1214                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1215                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1216                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1217                  *
1218                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1219                  * the pages which were not successfully invalidated in
1220                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1221                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1222                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1223                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1224                  */
1225                 if (page_has_private(page)) {
1226                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1227                                 goto activate_locked;
1228                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1229                                 unlock_page(page);
1230                                 if (put_page_testzero(page))
1231                                         goto free_it;
1232                                 else {
1233                                         /*
1234                                          * rare race with speculative reference.
1235                                          * the speculative reference will free
1236                                          * this page shortly, so we may
1237                                          * increment nr_reclaimed here (and
1238                                          * leave it off the LRU).
1239                                          */
1240                                         nr_reclaimed++;
1241                                         continue;
1242                                 }
1243                         }
1244                 }
1245
1246 lazyfree:
1247                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1248                         goto keep_locked;
1249
1250                 /*
1251                  * At this point, we have no other references and there is
1252                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1253                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1254                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1255                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1256                  */
1257                 __ClearPageLocked(page);
1258 free_it:
1259                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1260                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1261
1262                 nr_reclaimed++;
1263
1264                 /*
1265                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1266                  * appear not as the counts should be low
1267                  */
1268                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1269                 continue;
1270
1271 cull_mlocked:
1272                 if (PageSwapCache(page))
1273                         try_to_free_swap(page);
1274                 unlock_page(page);
1275                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1276                 continue;
1277
1278 activate_locked:
1279                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1280                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1281                         try_to_free_swap(page);
1282                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1283                 SetPageActive(page);
1284                 pgactivate++;
1285 keep_locked:
1286                 unlock_page(page);
1287 keep:
1288                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1289                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1290         }
1291
1292         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1293         try_to_unmap_flush();
1294         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1295
1296         list_splice(&ret_pages, page_list);
1297         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1298
1299         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1300         *ret_nr_congested += nr_congested;
1301         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1302         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1303         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1304         return nr_reclaimed;
1305 }
1306
1307 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1308                                             struct list_head *page_list)
1309 {
1310         struct scan_control sc = {
1311                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1312                 .priority = DEF_PRIORITY,
1313                 .may_unmap = 1,
1314         };
1315         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1316         struct page *page, *next;
1317         LIST_HEAD(clean_pages);
1318
1319         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1320                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1321                     !__PageMovable(page)) {
1322                         ClearPageActive(page);
1323                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1324                 }
1325         }
1326
1327         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1328                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1329                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1330         list_splice(&clean_pages, page_list);
1331         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1332         return ret;
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1337  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1338  * freed elsewhere are also ignored.
1339  *
1340  * page:        page to consider
1341  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1342  *
1343  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1344  */
1345 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1346 {
1347         int ret = -EINVAL;
1348
1349         /* Only take pages on the LRU. */
1350         if (!PageLRU(page))
1351                 return ret;
1352
1353         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1354         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1355                 return ret;
1356
1357         ret = -EBUSY;
1358
1359         /*
1360          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1361          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1362          * blocking - clean pages for the most part.
1363          *
1364          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1365          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1366          *
1367          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1368          * that it is possible to migrate without blocking
1369          */
1370         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1371                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1372                 if (PageWriteback(page))
1373                         return ret;
1374
1375                 if (PageDirty(page)) {
1376                         struct address_space *mapping;
1377                         bool migrate_dirty;
1378
1379                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1380                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1381                                 return ret;
1382
1383                         /*
1384                          * Only pages without mappings or that have a
1385                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1386                          * without blocking. However, we can be racing with
1387                          * truncation so it's necessary to lock the page
1388                          * to stabilise the mapping as truncation holds
1389                          * the page lock until after the page is removed
1390                          * from the page cache.
1391                          */
1392                         if (!trylock_page(page))
1393                                 return ret;
1394
1395                         mapping = page_mapping(page);
1396                         migrate_dirty = !mapping || mapping->a_ops->migratepage;
1397                         unlock_page(page);
1398                         if (!migrate_dirty)
1399                                 return ret;
1400                 }
1401         }
1402
1403         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1404                 return ret;
1405
1406         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1407                 /*
1408                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1409                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1410                  * page release code relies on it.
1411                  */
1412                 ClearPageLRU(page);
1413                 ret = 0;
1414         }
1415
1416         return ret;
1417 }
1418
1419
1420 /*
1421  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1422  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1423  */
1424 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1425                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1426 {
1427         int zid;
1428
1429         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1430                 if (!nr_zone_taken[zid])
1431                         continue;
1432
1433                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1434 #ifdef CONFIG_MEMCG
1435                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1436 #endif
1437         }
1438
1439 }
1440
1441 /*
1442  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1443  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1444  * and working on them outside the LRU lock.
1445  *
1446  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1447  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1448  *
1449  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1450  *
1451  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1452  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1453  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1454  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1455  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1456  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1457  * @lru:        LRU list id for isolating
1458  *
1459  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1460  */
1461 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1462                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1463                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1464                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1465 {
1466         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1467         unsigned long nr_taken = 0;
1468         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1469         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1470         unsigned long scan, nr_pages;
1471         LIST_HEAD(pages_skipped);
1472
1473         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1474                                         !list_empty(src);) {
1475                 struct page *page;
1476
1477                 page = lru_to_page(src);
1478                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1479
1480                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1481
1482                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1483                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1484                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1485                         continue;
1486                 }
1487
1488                 /*
1489                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1490                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1491                  */
1492                 scan++;
1493
1494                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1495                 case 0:
1496                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1497                         nr_taken += nr_pages;
1498                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1499                         list_move(&page->lru, dst);
1500                         break;
1501
1502                 case -EBUSY:
1503                         /* else it is being freed elsewhere */
1504                         list_move(&page->lru, src);
1505                         continue;
1506
1507                 default:
1508                         BUG();
1509                 }
1510         }
1511
1512         /*
1513          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1514          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1515          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1516          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1517          * system at risk of premature OOM.
1518          */
1519         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1520                 int zid;
1521                 unsigned long total_skipped = 0;
1522
1523                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1524                         if (!nr_skipped[zid])
1525                                 continue;
1526
1527                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1528                         total_skipped += nr_skipped[zid];
1529                 }
1530
1531                 /*
1532                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1533                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1534                  * skipped pages as a full scan.
1535                  */
1536                 scan += list_empty(src) ? total_skipped : total_skipped >> 2;
1537
1538                 list_splice(&pages_skipped, src);
1539         }
1540         *nr_scanned = scan;
1541         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan, scan,
1542                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1543         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1544         return nr_taken;
1545 }
1546
1547 /**
1548  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1549  * @page: page to isolate from its LRU list
1550  *
1551  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1552  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1553  *
1554  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1555  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1556  *
1557  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1558  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1559  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1560  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1561  *
1562  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1563  * found will be decremented.
1564  *
1565  * Restrictions:
1566  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1567  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1568  *     without a stable reference).
1569  * (2) the lru_lock must not be held.
1570  * (3) interrupts must be enabled.
1571  */
1572 int isolate_lru_page(struct page *page)
1573 {
1574         int ret = -EBUSY;
1575
1576         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1577         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1578
1579         if (PageLRU(page)) {
1580                 struct zone *zone = page_zone(page);
1581                 struct lruvec *lruvec;
1582
1583                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1584                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1585                 if (PageLRU(page)) {
1586                         int lru = page_lru(page);
1587                         get_page(page);
1588                         ClearPageLRU(page);
1589                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1590                         ret = 0;
1591                 }
1592                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1593         }
1594         return ret;
1595 }
1596
1597 /*
1598  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1599  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1600  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1601  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1602  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1603  */
1604 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1605                 struct scan_control *sc)
1606 {
1607         unsigned long inactive, isolated;
1608
1609         if (current_is_kswapd())
1610                 return 0;
1611
1612         if (!sane_reclaim(sc))
1613                 return 0;
1614
1615         if (file) {
1616                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1617                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1618         } else {
1619                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1620                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1621         }
1622
1623         /*
1624          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1625          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1626          * deadlock.
1627          */
1628         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1629                 inactive >>= 3;
1630
1631         return isolated > inactive;
1632 }
1633
1634 static noinline_for_stack void
1635 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1636 {
1637         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1638         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1639         LIST_HEAD(pages_to_free);
1640
1641         /*
1642          * Put back any unfreeable pages.
1643          */
1644         while (!list_empty(page_list)) {
1645                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1646                 int lru;
1647
1648                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1649                 list_del(&page->lru);
1650                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1651                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1652                         putback_lru_page(page);
1653                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1654                         continue;
1655                 }
1656
1657                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1658
1659                 SetPageLRU(page);
1660                 lru = page_lru(page);
1661                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1662
1663                 if (is_active_lru(lru)) {
1664                         int file = is_file_lru(lru);
1665                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1666                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1667                 }
1668                 if (put_page_testzero(page)) {
1669                         __ClearPageLRU(page);
1670                         __ClearPageActive(page);
1671                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1672
1673                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1674                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1675                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1676                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1677                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1678                         } else
1679                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1680                 }
1681         }
1682
1683         /*
1684          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1685          */
1686         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1687 }
1688
1689 /*
1690  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1691  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1692  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1693  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1694  */
1695 static int current_may_throttle(void)
1696 {
1697         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1698                 current->backing_dev_info == NULL ||
1699                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1700 }
1701
1702 static bool inactive_reclaimable_pages(struct lruvec *lruvec,
1703                                 struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1704 {
1705         int zid;
1706         struct zone *zone;
1707         int file = is_file_lru(lru);
1708         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1709
1710         if (!global_reclaim(sc))
1711                 return true;
1712
1713         for (zid = sc->reclaim_idx; zid >= 0; zid--) {
1714                 zone = &pgdat->node_zones[zid];
1715                 if (!managed_zone(zone))
1716                         continue;
1717
1718                 if (zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_LRU_BASE +
1719                                 LRU_FILE * file) >= SWAP_CLUSTER_MAX)
1720                         return true;
1721         }
1722
1723         return false;
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         unsigned long nr_dirty = 0;
1739         unsigned long nr_congested = 0;
1740         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1741         unsigned long nr_writeback = 0;
1742         unsigned long nr_immediate = 0;
1743         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1744         int file = is_file_lru(lru);
1745         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1746         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1747
1748         if (!inactive_reclaimable_pages(lruvec, sc, lru))
1749                 return 0;
1750
1751         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1752                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1753
1754                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1755                 if (fatal_signal_pending(current))
1756                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1757         }
1758
1759         lru_add_drain();
1760
1761         if (!sc->may_unmap)
1762                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1763         if (!sc->may_writepage)
1764                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1765
1766         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1767
1768         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1769                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1770
1771         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1772         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1773
1774         if (global_reclaim(sc)) {
1775                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1776                 if (current_is_kswapd())
1777                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1778                 else
1779                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1780         }
1781         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1782
1783         if (nr_taken == 0)
1784                 return 0;
1785
1786         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1787                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1788                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1789                                 false);
1790
1791         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1792
1793         if (global_reclaim(sc)) {
1794                 if (current_is_kswapd())
1795                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1796                 else
1797                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1798         }
1799
1800         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1801
1802         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1803
1804         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1805
1806         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1807         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1808
1809         /*
1810          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1811          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1812          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1813          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1814          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1815          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1816          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1817          * same way balance_dirty_pages() manages.
1818          *
1819          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1820          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1821          * are encountered in the nr_immediate check below.
1822          */
1823         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1824                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1825
1826         /*
1827          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1828          * stalling here.
1829          */
1830         if (sane_reclaim(sc)) {
1831                 /*
1832                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1833                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1834                  */
1835                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1836                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1837
1838                 /*
1839                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1840                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1841                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1842                  * reclaim context.
1843                  */
1844                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1845                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1846
1847                 /*
1848                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1849                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1850                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1851                  * they are written so also forcibly stall.
1852                  */
1853                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1854                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1855         }
1856
1857         /*
1858          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1859          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1860          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1861          */
1862         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1863             current_may_throttle())
1864                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1865
1866         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1867                         nr_scanned, nr_reclaimed,
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
1890 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1891                                      struct list_head *list,
1892                                      struct list_head *pages_to_free,
1893                                      enum lru_list lru)
1894 {
1895         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1896         unsigned long pgmoved = 0;
1897         struct page *page;
1898         int nr_pages;
1899
1900         while (!list_empty(list)) {
1901                 page = lru_to_page(list);
1902                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1903
1904                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1905                 SetPageLRU(page);
1906
1907                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1908                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1909                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1910                 pgmoved += nr_pages;
1911
1912                 if (put_page_testzero(page)) {
1913                         __ClearPageLRU(page);
1914                         __ClearPageActive(page);
1915                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1916
1917                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1918                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1919                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1920                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1921                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1922                         } else
1923                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1924                 }
1925         }
1926
1927         if (!is_active_lru(lru))
1928                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1929 }
1930
1931 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1932                                struct lruvec *lruvec,
1933                                struct scan_control *sc,
1934                                enum lru_list lru)
1935 {
1936         unsigned long nr_taken;
1937         unsigned long nr_scanned;
1938         unsigned long vm_flags;
1939         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1940         LIST_HEAD(l_active);
1941         LIST_HEAD(l_inactive);
1942         struct page *page;
1943         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1944         unsigned long nr_rotated = 0;
1945         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1946         int file = is_file_lru(lru);
1947         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1948
1949         lru_add_drain();
1950
1951         if (!sc->may_unmap)
1952                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1953         if (!sc->may_writepage)
1954                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1955
1956         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1957
1958         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1959                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1960
1961         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1962         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1963
1964         if (global_reclaim(sc))
1965                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1966         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1967
1968         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1969
1970         while (!list_empty(&l_hold)) {
1971                 cond_resched();
1972                 page = lru_to_page(&l_hold);
1973                 list_del(&page->lru);
1974
1975                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1976                         putback_lru_page(page);
1977                         continue;
1978                 }
1979
1980                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1981                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1982                                 if (page_has_private(page))
1983                                         try_to_release_page(page, 0);
1984                                 unlock_page(page);
1985                         }
1986                 }
1987
1988                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1989                                     &vm_flags)) {
1990                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1991                         /*
1992                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1993                          * give them one more trip around the active list. So
1994                          * that executable code get better chances to stay in
1995                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1996                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1997                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1998                          * so we ignore them here.
1999                          */
2000                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
2001                                 list_add(&page->lru, &l_active);
2002                                 continue;
2003                         }
2004                 }
2005
2006                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
2007                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
2008         }
2009
2010         /*
2011          * Move pages back to the lru list.
2012          */
2013         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2014         /*
2015          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
2016          * even though only some of them are actually re-activated.  This
2017          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
2018          * get_scan_count.
2019          */
2020         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2021
2022         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2023         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2024         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2025         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2026
2027         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2028         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2033  * to do too much work.
2034  *
2035  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2036  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2037  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2038  *
2039  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2040  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2041  *
2042  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2043  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2044  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2045  *
2046  * total     target    max
2047  * memory    ratio     inactive
2048  * -------------------------------------
2049  *   10MB       1         5MB
2050  *  100MB       1        50MB
2051  *    1GB       3       250MB
2052  *   10GB      10       0.9GB
2053  *  100GB      31         3GB
2054  *    1TB     101        10GB
2055  *   10TB     320        32GB
2056  */
2057 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2058                                                 struct scan_control *sc)
2059 {
2060         unsigned long inactive_ratio;
2061         unsigned long inactive, active;
2062         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2063         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2064         unsigned long gb;
2065
2066         /*
2067          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2068          * is pointless.
2069          */
2070         if (!file && !total_swap_pages)
2071                 return false;
2072
2073         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2074         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2075
2076         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2077         if (gb)
2078                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2079         else
2080                 inactive_ratio = 1;
2081
2082         return inactive * inactive_ratio < active;
2083 }
2084
2085 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2086                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2087 {
2088         if (is_active_lru(lru)) {
2089                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc))
2090                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2091                 return 0;
2092         }
2093
2094         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2095 }
2096
2097 enum scan_balance {
2098         SCAN_EQUAL,
2099         SCAN_FRACT,
2100         SCAN_ANON,
2101         SCAN_FILE,
2102 };
2103
2104 /*
2105  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2106  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2107  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2108  * onto the active list instead of evict.
2109  *
2110  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2111  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2112  */
2113 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2114                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2115                            unsigned long *lru_pages)
2116 {
2117         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2118         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2119         u64 fraction[2];
2120         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2121         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2122         unsigned long anon_prio, file_prio;
2123         enum scan_balance scan_balance;
2124         unsigned long anon, file;
2125         bool force_scan = false;
2126         unsigned long ap, fp;
2127         enum lru_list lru;
2128         bool some_scanned;
2129         int pass;
2130
2131         /*
2132          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2133          * results in no scanning on this priority and a potential
2134          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2135          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2136          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2137          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2138          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2139          * well.
2140          */
2141         if (current_is_kswapd()) {
2142                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2143                         force_scan = true;
2144                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2145                         force_scan = true;
2146         }
2147         if (!global_reclaim(sc))
2148                 force_scan = true;
2149
2150         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2151         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2152                 scan_balance = SCAN_FILE;
2153                 goto out;
2154         }
2155
2156         /*
2157          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2158          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2159          * disable swapping for individual groups completely when
2160          * using the memory controller's swap limit feature would be
2161          * too expensive.
2162          */
2163         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2164                 scan_balance = SCAN_FILE;
2165                 goto out;
2166         }
2167
2168         /*
2169          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2170          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2171          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2172          */
2173         if (!sc->priority && swappiness) {
2174                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2175                 goto out;
2176         }
2177
2178         /*
2179          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2180          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2181          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2182          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2183          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2184          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2185          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2186          */
2187         if (global_reclaim(sc)) {
2188                 unsigned long pgdatfile;
2189                 unsigned long pgdatfree;
2190                 int z;
2191                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2192
2193                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2194                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2195                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2196
2197                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2198                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2199                         if (!managed_zone(zone))
2200                                 continue;
2201
2202                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2203                 }
2204
2205                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2206                         scan_balance = SCAN_ANON;
2207                         goto out;
2208                 }
2209         }
2210
2211         /*
2212          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2213          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2214          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2215          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2216          * Without the second condition we could end up never scanning an
2217          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2218          * system is under heavy pressure.
2219          */
2220         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc) &&
2221             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2222                 scan_balance = SCAN_FILE;
2223                 goto out;
2224         }
2225
2226         scan_balance = SCAN_FRACT;
2227
2228         /*
2229          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2230          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2231          */
2232         anon_prio = swappiness;
2233         file_prio = 200 - anon_prio;
2234
2235         /*
2236          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2237          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2238          * ratios to determine how valuable each cache is.
2239          *
2240          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2241          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2242          * up weighing recent references more than old ones.
2243          *
2244          * anon in [0], file in [1]
2245          */
2246
2247         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2248                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2249         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2250                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2251
2252         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2253         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2254                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2255                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2256         }
2257
2258         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2259                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2260                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2261         }
2262
2263         /*
2264          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2265          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2266          * each list that were recently referenced and in active use.
2267          */
2268         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2269         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2270
2271         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2272         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2273         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2274
2275         fraction[0] = ap;
2276         fraction[1] = fp;
2277         denominator = ap + fp + 1;
2278 out:
2279         some_scanned = false;
2280         /* Only use force_scan on second pass. */
2281         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2282                 *lru_pages = 0;
2283                 for_each_evictable_lru(lru) {
2284                         int file = is_file_lru(lru);
2285                         unsigned long size;
2286                         unsigned long scan;
2287
2288                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2289                         scan = size >> sc->priority;
2290
2291                         if (!scan && pass && force_scan)
2292                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2293
2294                         switch (scan_balance) {
2295                         case SCAN_EQUAL:
2296                                 /* Scan lists relative to size */
2297                                 break;
2298                         case SCAN_FRACT:
2299                                 /*
2300                                  * Scan types proportional to swappiness and
2301                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2302                                  */
2303                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2304                                                         denominator);
2305                                 break;
2306                         case SCAN_FILE:
2307                         case SCAN_ANON:
2308                                 /* Scan one type exclusively */
2309                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2310                                         size = 0;
2311                                         scan = 0;
2312                                 }
2313                                 break;
2314                         default:
2315                                 /* Look ma, no brain */
2316                                 BUG();
2317                         }
2318
2319                         *lru_pages += size;
2320                         nr[lru] = scan;
2321
2322                         /*
2323                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2324                          * if we found something to scan.
2325                          */
2326                         some_scanned |= !!scan;
2327                 }
2328         }
2329 }
2330
2331 /*
2332  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2333  */
2334 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2335                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2336 {
2337         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2338         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2339         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2340         unsigned long nr_to_scan;
2341         enum lru_list lru;
2342         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2343         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2344         struct blk_plug plug;
2345         bool scan_adjusted;
2346
2347         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2348
2349         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2350         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2351
2352         /*
2353          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2354          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2355          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2356          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2357          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2358          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2359          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2360          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2361          * dropped to zero at the first pass.
2362          */
2363         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2364                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2365
2366         blk_start_plug(&plug);
2367         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2368                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2369                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2370                 unsigned long nr_scanned;
2371
2372                 for_each_evictable_lru(lru) {
2373                         if (nr[lru]) {
2374                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2375                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2376
2377                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2378                                                             lruvec, sc);
2379                         }
2380                 }
2381
2382                 cond_resched();
2383
2384                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2385                         continue;
2386
2387                 /*
2388                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2389                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2390                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2391                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2392                  * proportional to the original scan target.
2393                  */
2394                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2395                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2396
2397                 /*
2398                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2399                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2400                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2401                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2402                  */
2403                 if (!nr_file || !nr_anon)
2404                         break;
2405
2406                 if (nr_file > nr_anon) {
2407                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2408                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2409                         lru = LRU_BASE;
2410                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2411                 } else {
2412                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2413                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2414                         lru = LRU_FILE;
2415                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2416                 }
2417
2418                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2419                 nr[lru] = 0;
2420                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2421
2422                 /*
2423                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2424                  * scan target and the percentage scanning already complete
2425                  */
2426                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2427                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2428                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2429                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2430
2431                 lru += LRU_ACTIVE;
2432                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2433                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2434                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2435
2436                 scan_adjusted = true;
2437         }
2438         blk_finish_plug(&plug);
2439         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2440
2441         /*
2442          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2443          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2444          */
2445         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
2446                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2447                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2448 }
2449
2450 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2451 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2452 {
2453         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2454                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2455                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2456                 return true;
2457
2458         return false;
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2463  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2464  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2465  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2466  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2467  */
2468 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2469                                         unsigned long nr_reclaimed,
2470                                         unsigned long nr_scanned,
2471                                         struct scan_control *sc)
2472 {
2473         unsigned long pages_for_compaction;
2474         unsigned long inactive_lru_pages;
2475         int z;
2476
2477         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2478         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2479                 return false;
2480
2481         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2482         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2483                 /*
2484                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2485                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2486                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2487                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2488                  */
2489                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2490                         return false;
2491         } else {
2492                 /*
2493                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2494                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2495                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2496                  * pages that were scanned. This will return to the
2497                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2498                  * the resulting allocation attempt fails
2499                  */
2500                 if (!nr_reclaimed)
2501                         return false;
2502         }
2503
2504         /*
2505          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2506          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2507          */
2508         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2509         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2510         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2511                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2512         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2513                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2514                 return true;
2515
2516         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2517         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2518                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2519                 if (!managed_zone(zone))
2520                         continue;
2521
2522                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2523                 case COMPACT_SUCCESS:
2524                 case COMPACT_CONTINUE:
2525                         return false;
2526                 default:
2527                         /* check next zone */
2528                         ;
2529                 }
2530         }
2531         return true;
2532 }
2533
2534 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2535 {
2536         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2537         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2538         bool reclaimable = false;
2539
2540         do {
2541                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2542                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2543                         .pgdat = pgdat,
2544                         .priority = sc->priority,
2545                 };
2546                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2547                 struct mem_cgroup *memcg;
2548
2549                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2550                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2551
2552                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2553                 do {
2554                         unsigned long lru_pages;
2555                         unsigned long reclaimed;
2556                         unsigned long scanned;
2557
2558                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2559                                 if (!sc->may_thrash)
2560                                         continue;
2561                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2562                         }
2563
2564                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2565                         scanned = sc->nr_scanned;
2566
2567                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2568                         node_lru_pages += lru_pages;
2569
2570                         if (memcg)
2571                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2572                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2573                                             lru_pages);
2574
2575                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2576                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2577                                    sc->nr_scanned - scanned,
2578                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2579
2580                         /*
2581                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2582                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2583                          * node.
2584                          *
2585                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2586                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2587                          * retry with decreasing priority if one round over the
2588                          * whole hierarchy is not sufficient.
2589                          */
2590                         if (!global_reclaim(sc) &&
2591                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2592                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2593                                 break;
2594                         }
2595                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2596
2597                 /*
2598                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2599                  * the eligible LRU pages were scanned.
2600                  */
2601                 if (global_reclaim(sc))
2602                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2603                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2604                                     node_lru_pages);
2605
2606                 if (reclaim_state) {
2607                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2608                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2609                 }
2610
2611                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2612                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2613                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2614                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2615
2616                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2617                         reclaimable = true;
2618
2619         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2620                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2621
2622         /*
2623          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
2624          * many failures to reclaim anything from them and goes to
2625          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
2626          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
2627          */
2628         if (reclaimable)
2629                 pgdat->kswapd_failures = 0;
2630
2631         return reclaimable;
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2636  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2637  * should reclaim first.
2638  */
2639 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2640 {
2641         unsigned long watermark;
2642         enum compact_result suitable;
2643
2644         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2645         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2646                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2647                 return true;
2648         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2649                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2650                 return false;
2651
2652         /*
2653          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2654          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2655          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2656          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2657          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2658          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2659          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2660          */
2661         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2662
2663         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2664 }
2665
2666 /*
2667  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2668  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2669  * request.
2670  *
2671  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2672  * scan then give up on it.
2673  */
2674 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2675 {
2676         struct zoneref *z;
2677         struct zone *zone;
2678         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2679         unsigned long nr_soft_scanned;
2680         gfp_t orig_mask;
2681         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2682
2683         /*
2684          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2685          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2686          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2687          */
2688         orig_mask = sc->gfp_mask;
2689         if (buffer_heads_over_limit) {
2690                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2691                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2692         }
2693
2694         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2695                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2696                 /*
2697                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2698                  * to global LRU.
2699                  */
2700                 if (global_reclaim(sc)) {
2701                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2702                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2703                                 continue;
2704
2705                         /*
2706                          * If we already have plenty of memory free for
2707                          * compaction in this zone, don't free any more.
2708                          * Even though compaction is invoked for any
2709                          * non-zero order, only frequent costly order
2710                          * reclamation is disruptive enough to become a
2711                          * noticeable problem, like transparent huge
2712                          * page allocations.
2713                          */
2714                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2715                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2716                             compaction_ready(zone, sc)) {
2717                                 sc->compaction_ready = true;
2718                                 continue;
2719                         }
2720
2721                         /*
2722                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2723                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2724                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2725                          * the user prefers lower zones being preserved.
2726                          */
2727                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2728                                 continue;
2729
2730                         /*
2731                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2732                          * and returns the number of reclaimed pages and
2733                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2734                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2735                          */
2736                         nr_soft_scanned = 0;
2737                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2738                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2739                                                 &nr_soft_scanned);
2740                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2741                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2742                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2743                 }
2744
2745                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2746                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2747                         continue;
2748                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2749                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2750         }
2751
2752         /*
2753          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2754          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2755          */
2756         sc->gfp_mask = orig_mask;
2757 }
2758
2759 /*
2760  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2761  *
2762  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2763  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2764  *
2765  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2766  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2767  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2768  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2769  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2770  * work, and the allocation attempt will fail.
2771  *
2772  * returns:     0, if no pages reclaimed
2773  *              else, the number of pages reclaimed
2774  */
2775 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2776                                           struct scan_control *sc)
2777 {
2778         int initial_priority = sc->priority;
2779         unsigned long total_scanned = 0;
2780         unsigned long writeback_threshold;
2781 retry:
2782         delayacct_freepages_start();
2783
2784         if (global_reclaim(sc))
2785                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2786
2787         do {
2788                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2789                                 sc->priority);
2790                 sc->nr_scanned = 0;
2791                 shrink_zones(zonelist, sc);
2792
2793                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2794                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2795                         break;
2796
2797                 if (sc->compaction_ready)
2798                         break;
2799
2800                 /*
2801                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2802                  * writepage even in laptop mode.
2803                  */
2804                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2805                         sc->may_writepage = 1;
2806
2807                 /*
2808                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2809                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2810                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2811                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2812                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2813                  */
2814                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2815                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2816                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2817                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2818                         sc->may_writepage = 1;
2819                 }
2820         } while (--sc->priority >= 0);
2821
2822         delayacct_freepages_end();
2823
2824         if (sc->nr_reclaimed)
2825                 return sc->nr_reclaimed;
2826
2827         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2828         if (sc->compaction_ready)
2829                 return 1;
2830
2831         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2832         if (!sc->may_thrash) {
2833                 sc->priority = initial_priority;
2834                 sc->may_thrash = 1;
2835                 goto retry;
2836         }
2837
2838         return 0;
2839 }
2840
2841 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
2842 {
2843         struct zone *zone;
2844         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2845         unsigned long free_pages = 0;
2846         int i;
2847         bool wmark_ok;
2848
2849         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
2850                 return true;
2851
2852         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2853                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2854                 if (!managed_zone(zone))
2855                         continue;
2856
2857                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
2858                         continue;
2859
2860                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2861                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2862         }
2863
2864         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2865         if (!pfmemalloc_reserve)
2866                 return true;
2867
2868         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2869
2870         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2871         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2872                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2873                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2874                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2875         }
2876
2877         return wmark_ok;
2878 }
2879
2880 /*
2881  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2882  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2883  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2884  * when the low watermark is reached.
2885  *
2886  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2887  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2888  */
2889 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2890                                         nodemask_t *nodemask)
2891 {
2892         struct zoneref *z;
2893         struct zone *zone;
2894         pg_data_t *pgdat = NULL;
2895
2896         /*
2897          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2898          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2899          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2900          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2901          * processes to block on log_wait_commit().
2902          */
2903         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2904                 goto out;
2905
2906         /*
2907          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2908          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2909          */
2910         if (fatal_signal_pending(current))
2911                 goto out;
2912
2913         /*
2914          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2915          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2916          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2917          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2918          *
2919          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2920          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2921          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2922          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2923          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2924          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2925          * should make reasonable progress.
2926          */
2927         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2928                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2929                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2930                         continue;
2931
2932                 /* Throttle based on the first usable node */
2933                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2934                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
2935                         goto out;
2936                 break;
2937         }
2938
2939         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2940         if (!pgdat)
2941                 goto out;
2942
2943         /* Account for the throttling */
2944         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2945
2946         /*
2947          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2948          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2949          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2950          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2951          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2952          * second before continuing.
2953          */
2954         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2955                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2956                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
2957
2958                 goto check_pending;
2959         }
2960
2961         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2962         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2963                 allow_direct_reclaim(pgdat));
2964
2965 check_pending:
2966         if (fatal_signal_pending(current))
2967                 return true;
2968
2969 out:
2970         return false;
2971 }
2972
2973 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2974                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2975 {
2976         unsigned long nr_reclaimed;
2977         struct scan_control sc = {
2978                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2979                 .gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask),
2980                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2981                 .order = order,
2982                 .nodemask = nodemask,
2983                 .priority = DEF_PRIORITY,
2984                 .may_writepage = !laptop_mode,
2985                 .may_unmap = 1,
2986                 .may_swap = 1,
2987         };
2988
2989         /*
2990          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2991          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2992          * point.
2993          */
2994         if (throttle_direct_reclaim(sc.gfp_mask, zonelist, nodemask))
2995                 return 1;
2996
2997         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2998                                 sc.may_writepage,
2999                                 sc.gfp_mask,
3000                                 sc.reclaim_idx);
3001
3002         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3003
3004         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
3005
3006         return nr_reclaimed;
3007 }
3008
3009 #ifdef CONFIG_MEMCG
3010
3011 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
3012                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
3013                                                 pg_data_t *pgdat,
3014                                                 unsigned long *nr_scanned)
3015 {
3016         struct scan_control sc = {
3017                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3018                 .target_mem_cgroup = memcg,
3019                 .may_writepage = !laptop_mode,
3020                 .may_unmap = 1,
3021                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3022                 .may_swap = !noswap,
3023         };
3024         unsigned long lru_pages;
3025
3026         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3027                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3028
3029         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3030                                                       sc.may_writepage,
3031                                                       sc.gfp_mask,
3032                                                       sc.reclaim_idx);
3033
3034         /*
3035          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3036          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3037          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3038          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3039          * the priority and make it zero.
3040          */
3041         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3042
3043         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3044
3045         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3046         return sc.nr_reclaimed;
3047 }
3048
3049 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3050                                            unsigned long nr_pages,
3051                                            gfp_t gfp_mask,
3052                                            bool may_swap)
3053 {
3054         struct zonelist *zonelist;
3055         unsigned long nr_reclaimed;
3056         int nid;
3057         struct scan_control sc = {
3058                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3059                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3060                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3061                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3062                 .target_mem_cgroup = memcg,
3063                 .priority = DEF_PRIORITY,
3064                 .may_writepage = !laptop_mode,
3065                 .may_unmap = 1,
3066                 .may_swap = may_swap,
3067         };
3068
3069         /*
3070          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3071          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3072          * scan does not need to be the current node.
3073          */
3074         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3075
3076         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3077
3078         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3079                                             sc.may_writepage,
3080                                             sc.gfp_mask,
3081                                             sc.reclaim_idx);
3082
3083         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3084         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3085         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3086
3087         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3088
3089         return nr_reclaimed;
3090 }
3091 #endif
3092
3093 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3094                                 struct scan_control *sc)
3095 {
3096         struct mem_cgroup *memcg;
3097
3098         if (!total_swap_pages)
3099                 return;
3100
3101         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3102         do {
3103                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3104
3105                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
3106                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3107                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3108
3109                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3110         } while (memcg);
3111 }
3112
3113 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3114 {
3115         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3116
3117         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3118                 return false;
3119
3120         /*
3121          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3122          * to be congested or dirty
3123          */
3124         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3125         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3126         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &zone->zone_pgdat->flags);
3127
3128         return true;
3129 }
3130
3131 /*
3132  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3133  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3134  *
3135  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3136  */
3137 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3138 {
3139         int i;
3140
3141         /*
3142          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3143          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
3144          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3145          * throttled. There is also a potential race if processes get
3146          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3147          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3148          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3149          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3150          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3151          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3152          * that here we are under prepare_to_wait().
3153          */
3154         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3155                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3156
3157         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3158         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3159                 return true;
3160
3161         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3162                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3163
3164                 if (!managed_zone(zone))
3165                         continue;
3166
3167                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3168                         return false;
3169         }
3170
3171         return true;
3172 }
3173
3174 /*
3175  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3176  * zone that is currently unbalanced.
3177  *
3178  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3179  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3180  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3181  */
3182 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3183                                struct scan_control *sc)
3184 {
3185         struct zone *zone;
3186         int z;
3187
3188         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3189         sc->nr_to_reclaim = 0;
3190         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3191                 zone = pgdat->node_zones + z;
3192                 if (!managed_zone(zone))
3193                         continue;
3194
3195                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3196         }
3197
3198         /*
3199          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3200          * now pressure is applied based on node LRU order.
3201          */
3202         shrink_node(pgdat, sc);
3203
3204         /*
3205          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3206          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3207          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3208          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3209          * can direct reclaim/compact.
3210          */
3211         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3212                 sc->order = 0;
3213
3214         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3215 }
3216
3217 /*
3218  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3219  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3220  * balanced.
3221  *
3222  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3223  *
3224  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3225  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3226  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3227  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3228  * balanced.
3229  */
3230 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3231 {
3232         int i;
3233         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3234         unsigned long nr_soft_scanned;
3235         struct zone *zone;
3236         struct scan_control sc = {
3237                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3238                 .order = order,
3239                 .priority = DEF_PRIORITY,
3240                 .may_writepage = !laptop_mode,
3241                 .may_unmap = 1,
3242                 .may_swap = 1,
3243         };
3244         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3245
3246         do {
3247                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
3248                 bool raise_priority = true;
3249
3250                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3251
3252                 /*
3253                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3254                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3255                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3256                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3257                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3258                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3259                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3260                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3261                  */
3262                 if (buffer_heads_over_limit) {
3263                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3264                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3265                                 if (!managed_zone(zone))
3266                                         continue;
3267
3268                                 sc.reclaim_idx = i;
3269                                 break;
3270                         }
3271                 }
3272
3273                 /*
3274                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3275                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3276                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3277                  * cleared during a very small window when a small low
3278                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3279                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3280                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3281                  * it.
3282                  */
3283                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3284                         zone = pgdat->node_zones + i;
3285                         if (!managed_zone(zone))
3286                                 continue;
3287
3288                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3289                                 goto out;
3290                 }
3291
3292                 /*
3293                  * Do some background aging of the anon list, to give
3294                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3295                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3296                  * about consistent aging.
3297                  */
3298                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3299
3300                 /*
3301                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3302                  * even in laptop mode.
3303                  */
3304                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3305                         sc.may_writepage = 1;
3306
3307                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3308                 sc.nr_scanned = 0;
3309                 nr_soft_scanned = 0;
3310                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3311                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3312                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3313
3314                 /*
3315                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3316                  * enough pages are already being scanned that that high
3317                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3318                  */
3319                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3320                         raise_priority = false;
3321
3322                 /*
3323                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3324                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3325                  * able to safely make forward progress. Wake them
3326                  */
3327                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3328                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
3329                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3330
3331                 /* Check if kswapd should be suspending */
3332                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3333                         break;
3334
3335                 /*
3336                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3337                  * progress in reclaiming pages
3338                  */
3339                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
3340                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
3341                         sc.priority--;
3342         } while (sc.priority >= 1);
3343
3344         if (!sc.nr_reclaimed)
3345                 pgdat->kswapd_failures++;
3346
3347 out:
3348         /*
3349          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3350          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3351          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3352          * remain at the higher level.
3353          */
3354         return sc.order;
3355 }
3356
3357 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3358                                 unsigned int classzone_idx)
3359 {
3360         long remaining = 0;
3361         DEFINE_WAIT(wait);
3362
3363         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3364                 return;
3365
3366         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3367
3368         /* Try to sleep for a short interval */
3369         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3370                 /*
3371                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3372                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3373                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3374                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3375                  */
3376                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3377
3378                 /*
3379                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3380                  * allocation of the requested order possible.
3381                  */
3382                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3383
3384                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3385
3386                 /*
3387                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3388                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3389                  * the previous request that slept prematurely.
3390                  */
3391                 if (remaining) {
3392                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3393                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3394                 }
3395
3396                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3397                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3398         }
3399
3400         /*
3401          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3402          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3403          */
3404         if (!remaining &&
3405             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3406                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3407
3408                 /*
3409                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3410                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3411                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3412                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3413                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3414                  * them before going back to sleep.
3415                  */
3416                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3417
3418                 if (!kthread_should_stop())
3419                         schedule();
3420
3421                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3422         } else {
3423                 if (remaining)
3424                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3425                 else
3426                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3427         }
3428         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3429 }
3430
3431 /*
3432  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3433  * from the init process.
3434  *
3435  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3436  * free memory available even if there is no other activity
3437  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3438  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3439  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3440  *
3441  * If there are applications that are active memory-allocators
3442  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3443  */
3444 static int kswapd(void *p)
3445 {
3446         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3447         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3448         struct task_struct *tsk = current;
3449
3450         struct reclaim_state reclaim_state = {
3451                 .reclaimed_slab = 0,
3452         };
3453         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3454
3455         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3456
3457         if (!cpumask_empty(cpumask))
3458                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3459         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3460
3461         /*
3462          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3463          * and that if we need more memory we should get access to it
3464          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3465          * never get caught in the normal page freeing logic.
3466          *
3467          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3468          * you need a small amount of memory in order to be able to
3469          * page out something else, and this flag essentially protects
3470          * us from recursively trying to free more memory as we're
3471          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3472          */
3473         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3474         set_freezable();
3475
3476         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3477         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3478         for ( ; ; ) {
3479                 bool ret;
3480
3481 kswapd_try_sleep:
3482                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3483                                         classzone_idx);
3484
3485                 /* Read the new order and classzone_idx */
3486                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3487                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3488                 pgdat->kswapd_order = 0;
3489                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3490
3491                 ret = try_to_freeze();
3492                 if (kthread_should_stop())
3493                         break;
3494
3495                 /*
3496                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3497                  * after returning from the refrigerator
3498                  */
3499                 if (ret)
3500                         continue;
3501
3502                 /*
3503                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3504                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3505                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3506                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3507                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3508                  * request (alloc_order).
3509                  */
3510                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3511                                                 alloc_order);
3512                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3513                 if (reclaim_order < alloc_order)
3514                         goto kswapd_try_sleep;
3515
3516                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3517                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3518         }
3519
3520         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3521         current->reclaim_state = NULL;
3522         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3523
3524         return 0;
3525 }
3526
3527 /*
3528  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3529  */
3530 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3531 {
3532         pg_data_t *pgdat;
3533         int z;
3534
3535         if (!managed_zone(zone))
3536                 return;
3537
3538         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3539                 return;
3540         pgdat = zone->zone_pgdat;
3541         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3542         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3543         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3544                 return;
3545
3546         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3547         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3548                 return;
3549
3550         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3551         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3552                 zone = pgdat->node_zones + z;
3553                 if (!managed_zone(zone))
3554                         continue;
3555
3556                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3557                         return;
3558         }
3559
3560         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3561         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3562 }
3563
3564 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3565 /*
3566  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3567  * freed pages.
3568  *
3569  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3570  * LRU order by reclaiming preferentially
3571  * inactive > active > active referenced > active mapped
3572  */
3573 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3574 {
3575         struct reclaim_state reclaim_state;
3576         struct scan_control sc = {
3577                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3578                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3579                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3580                 .priority = DEF_PRIORITY,
3581                 .may_writepage = 1,
3582                 .may_unmap = 1,
3583                 .may_swap = 1,
3584                 .hibernation_mode = 1,
3585         };
3586         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3587         struct task_struct *p = current;
3588         unsigned long nr_reclaimed;
3589
3590         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3591         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3592         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3593         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3594
3595         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3596
3597         p->reclaim_state = NULL;
3598         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3599         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3600
3601         return nr_reclaimed;
3602 }
3603 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3604
3605 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3606    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3607    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3608    restore their cpu bindings. */
3609 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3610                         void *hcpu)
3611 {
3612         int nid;
3613
3614         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3615                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3616                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3617                         const struct cpumask *mask;
3618
3619                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3620
3621                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3622                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3623                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3624                 }
3625         }
3626         return NOTIFY_OK;
3627 }
3628
3629 /*
3630  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3631  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3632  */
3633 int kswapd_run(int nid)
3634 {
3635         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3636         int ret = 0;
3637
3638         if (pgdat->kswapd)
3639                 return 0;
3640
3641         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3642         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3643                 /* failure at boot is fatal */
3644                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3645                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3646                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3647                 pgdat->kswapd = NULL;
3648         }
3649         return ret;
3650 }
3651
3652 /*
3653  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3654  * hold mem_hotplug_begin/end().
3655  */
3656 void kswapd_stop(int nid)
3657 {
3658         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3659
3660         if (kswapd) {
3661                 kthread_stop(kswapd);
3662                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3663         }
3664 }
3665
3666 static int __init kswapd_init(void)
3667 {
3668         int nid;
3669
3670         swap_setup();
3671         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3672                 kswapd_run(nid);
3673         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3674         return 0;
3675 }
3676
3677 module_init(kswapd_init)
3678
3679 #ifdef CONFIG_NUMA
3680 /*
3681  * Node reclaim mode
3682  *
3683  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3684  * the watermarks.
3685  */
3686 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3687
3688 #define RECLAIM_OFF 0
3689 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3690 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3691 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3692
3693 /*
3694  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3695  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3696  * a zone.
3697  */
3698 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3699
3700 /*
3701  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3702  * occur.
3703  */
3704 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3705
3706 /*
3707  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3708  * slab reclaim needs to occur.
3709  */
3710 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3711
3712 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3713 {
3714         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3715         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3716                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3717
3718         /*
3719          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3720          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3721          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3722          */
3723         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3724 }
3725
3726 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3727 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3728 {
3729         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3730         unsigned long delta = 0;
3731
3732         /*
3733          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3734          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3735          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3736          * a better estimate
3737          */
3738         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3739                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3740         else
3741                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3742
3743         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3744         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3745                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3746
3747         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3748         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3749                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3750
3751         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3752 }
3753
3754 /*
3755  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3756  */
3757 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3758 {
3759         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3760         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3761         struct task_struct *p = current;
3762         struct reclaim_state reclaim_state;
3763         struct scan_control sc = {
3764                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3765                 .gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask),
3766                 .order = order,
3767                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3768                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3769                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3770                 .may_swap = 1,
3771                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
3772         };
3773
3774         cond_resched();
3775         /*
3776          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3777          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3778          * and RECLAIM_UNMAP.
3779          */
3780         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3781         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3782         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3783         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3784
3785         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3786                 /*
3787                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3788                  * priorities until we have enough memory freed.
3789                  */
3790                 do {
3791                         shrink_node(pgdat, &sc);
3792                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3793         }
3794
3795         p->reclaim_state = NULL;
3796         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3797         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3798         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3799 }
3800
3801 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3802 {
3803         int ret;
3804
3805         /*
3806          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3807          * slab pages if we are over the defined limits.
3808          *
3809          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3810          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3811          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3812          * if less than a specified percentage of the node is used by
3813          * unmapped file backed pages.
3814          */
3815         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3816             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3817                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3818
3819         /*
3820          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3821          */
3822         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3823                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3824
3825         /*
3826          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3827          * have associated processors. This will favor the local processor
3828          * over remote processors and spread off node memory allocations
3829          * as wide as possible.
3830          */
3831         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3832                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3833
3834         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3835                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3836
3837         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3838         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3839
3840         if (!ret)
3841                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3842
3843         return ret;
3844 }
3845 #endif
3846
3847 /*
3848  * page_evictable - test whether a page is evictable
3849  * @page: the page to test
3850  *
3851  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3852  * lists vs unevictable list.
3853  *
3854  * Reasons page might not be evictable:
3855  * (1) page's mapping marked unevictable
3856  * (2) page is part of an mlocked VMA
3857  *
3858  */
3859 int page_evictable(struct page *page)
3860 {
3861         int ret;
3862
3863         /* Prevent address_space of inode and swap cache from being freed */
3864         rcu_read_lock();
3865         ret = !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3866         rcu_read_unlock();
3867         return ret;
3868 }
3869
3870 #ifdef CONFIG_SHMEM
3871 /**
3872  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3873  * @pages:      array of pages to check
3874  * @nr_pages:   number of pages to check
3875  *
3876  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3877  *
3878  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3879  */
3880 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3881 {
3882         struct lruvec *lruvec;
3883         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3884         int pgscanned = 0;
3885         int pgrescued = 0;
3886         int i;
3887
3888         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3889                 struct page *page = pages[i];
3890                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3891
3892                 pgscanned++;
3893                 if (pagepgdat != pgdat) {
3894                         if (pgdat)
3895                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3896                         pgdat = pagepgdat;
3897                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3898                 }
3899                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3900
3901                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3902                         continue;
3903
3904                 if (page_evictable(page)) {
3905                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3906
3907                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3908                         ClearPageUnevictable(page);
3909                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3910                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3911                         pgrescued++;
3912                 }
3913         }
3914
3915         if (pgdat) {
3916                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3917                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3918                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3919         }
3920 }
3921 #endif /* CONFIG_SHMEM */