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