x86/smpboot: Init apic mapping before usage
[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         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
88         enum zone_type reclaim_idx;
89
90         unsigned int may_writepage:1;
91
92         /* Can mapped pages be reclaimed? */
93         unsigned int may_unmap:1;
94
95         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
96         unsigned int may_swap:1;
97
98         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
99         unsigned int may_thrash:1;
100
101         unsigned int hibernation_mode:1;
102
103         /* One of the zones is ready for compaction */
104         unsigned int compaction_ready:1;
105
106         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
107         unsigned long nr_scanned;
108
109         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
110         unsigned long nr_reclaimed;
111 };
112
113 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
114 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
115         do {                                                            \
116                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
117                         struct page *prev;                              \
118                                                                         \
119                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
120                         prefetch(&prev->_field);                        \
121                 }                                                       \
122         } while (0)
123 #else
124 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
125 #endif
126
127 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
128 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
129         do {                                                            \
130                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
131                         struct page *prev;                              \
132                                                                         \
133                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
134                         prefetchw(&prev->_field);                       \
135                 }                                                       \
136         } while (0)
137 #else
138 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
139 #endif
140
141 /*
142  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
143  */
144 int vm_swappiness = 60;
145 /*
146  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
147  * zones.
148  */
149 unsigned long vm_total_pages;
150
151 static LIST_HEAD(shrinker_list);
152 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
153
154 #ifdef CONFIG_MEMCG
155 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
156 {
157         return !sc->target_mem_cgroup;
158 }
159
160 /**
161  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
162  * @sc: scan_control in question
163  *
164  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
165  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
166  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
167  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
168  * allocation and configurability.
169  *
170  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
171  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
172  */
173 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
174 {
175         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
176
177         if (!memcg)
178                 return true;
179 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
180         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
181                 return true;
182 #endif
183         return false;
184 }
185 #else
186 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
187 {
188         return true;
189 }
190
191 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
192 {
193         return true;
194 }
195 #endif
196
197 /*
198  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
199  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
200  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
201  */
202 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
203 {
204         unsigned long nr;
205
206         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
207                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
208         if (get_nr_swap_pages() > 0)
209                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
210                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
211
212         return nr;
213 }
214
215 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
216 {
217         unsigned long nr;
218
219         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
220              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
221              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
222
223         if (get_nr_swap_pages() > 0)
224                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
225                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
226                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
227
228         return nr;
229 }
230
231 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
234                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
235 }
236
237 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
238 {
239         if (!mem_cgroup_disabled())
240                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
241
242         return node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
243 }
244
245 /*
246  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
247  */
248 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
249 {
250         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
251
252         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
253                 size *= nr_node_ids;
254
255         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
256         if (!shrinker->nr_deferred)
257                 return -ENOMEM;
258
259         down_write(&shrinker_rwsem);
260         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
261         up_write(&shrinker_rwsem);
262         return 0;
263 }
264 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
265
266 /*
267  * Remove one
268  */
269 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
270 {
271         down_write(&shrinker_rwsem);
272         list_del(&shrinker->list);
273         up_write(&shrinker_rwsem);
274         kfree(shrinker->nr_deferred);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
277
278 #define SHRINK_BATCH 128
279
280 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
281                                     struct shrinker *shrinker,
282                                     unsigned long nr_scanned,
283                                     unsigned long nr_eligible)
284 {
285         unsigned long freed = 0;
286         unsigned long long delta;
287         long total_scan;
288         long freeable;
289         long nr;
290         long new_nr;
291         int nid = shrinkctl->nid;
292         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
293                                           : SHRINK_BATCH;
294
295         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
296         if (freeable == 0)
297                 return 0;
298
299         /*
300          * copy the current shrinker scan count into a local variable
301          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
302          * don't also do this scanning work.
303          */
304         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
305
306         total_scan = nr;
307         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
308         delta *= freeable;
309         do_div(delta, nr_eligible + 1);
310         total_scan += delta;
311         if (total_scan < 0) {
312                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
313                        shrinker->scan_objects, total_scan);
314                 total_scan = freeable;
315         }
316
317         /*
318          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
319          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
320          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
321          * nr being built up so when a shrink that can do some work
322          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
323          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
324          * memory.
325          *
326          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
327          * a large delta change is calculated directly.
328          */
329         if (delta < freeable / 4)
330                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
331
332         /*
333          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
334          * never try to free more than twice the estimate number of
335          * freeable entries.
336          */
337         if (total_scan > freeable * 2)
338                 total_scan = freeable * 2;
339
340         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
341                                    nr_scanned, nr_eligible,
342                                    freeable, delta, total_scan);
343
344         /*
345          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
346          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
347          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
348          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
349          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
350          * objects spread over several slabs with usage less than the
351          * batch_size.
352          *
353          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
354          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
355          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
356          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
357          * possible.
358          */
359         while (total_scan >= batch_size ||
360                total_scan >= freeable) {
361                 unsigned long ret;
362                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
363
364                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
365                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
366                 if (ret == SHRINK_STOP)
367                         break;
368                 freed += ret;
369
370                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
371                 total_scan -= nr_to_scan;
372
373                 cond_resched();
374         }
375
376         /*
377          * move the unused scan count back into the shrinker in a
378          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
379          * scan, there is no need to do an update.
380          */
381         if (total_scan > 0)
382                 new_nr = atomic_long_add_return(total_scan,
383                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
384         else
385                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
386
387         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
388         return freed;
389 }
390
391 /**
392  * shrink_slab - shrink slab caches
393  * @gfp_mask: allocation context
394  * @nid: node whose slab caches to target
395  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
396  * @nr_scanned: pressure numerator
397  * @nr_eligible: pressure denominator
398  *
399  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
400  *
401  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
402  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
403  *
404  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
405  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
406  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
407  * shrinkers are called.
408  *
409  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
410  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
411  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
412  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
413  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
414  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
415  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
416  *
417  * Returns the number of reclaimed slab objects.
418  */
419 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
420                                  struct mem_cgroup *memcg,
421                                  unsigned long nr_scanned,
422                                  unsigned long nr_eligible)
423 {
424         struct shrinker *shrinker;
425         unsigned long freed = 0;
426
427         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
428                 return 0;
429
430         if (nr_scanned == 0)
431                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
432
433         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
434                 /*
435                  * If we would return 0, our callers would understand that we
436                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
437                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
438                  * time.
439                  */
440                 freed = 1;
441                 goto out;
442         }
443
444         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
445                 struct shrink_control sc = {
446                         .gfp_mask = gfp_mask,
447                         .nid = nid,
448                         .memcg = memcg,
449                 };
450
451                 /*
452                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
453                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
454                  * passing NULL for memcg.
455                  */
456                 if (memcg_kmem_enabled() &&
457                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
458                         continue;
459
460                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
461                         sc.nid = 0;
462
463                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
464         }
465
466         up_read(&shrinker_rwsem);
467 out:
468         cond_resched();
469         return freed;
470 }
471
472 void drop_slab_node(int nid)
473 {
474         unsigned long freed;
475
476         do {
477                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
478
479                 freed = 0;
480                 do {
481                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
482                                              1000, 1000);
483                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
484         } while (freed > 10);
485 }
486
487 void drop_slab(void)
488 {
489         int nid;
490
491         for_each_online_node(nid)
492                 drop_slab_node(nid);
493 }
494
495 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
496 {
497         /*
498          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
499          * that isolated the page, the page cache radix tree and
500          * optional buffer heads at page->private.
501          */
502         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
503 }
504
505 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
506 {
507         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
508                 return 1;
509         if (!inode_write_congested(inode))
510                 return 1;
511         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
512                 return 1;
513         return 0;
514 }
515
516 /*
517  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
518  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
519  * fsync(), msync() or close().
520  *
521  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
522  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
523  * that page is locked, the mapping is pinned.
524  *
525  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
526  * __GFP_FS.
527  */
528 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
529                                 struct page *page, int error)
530 {
531         lock_page(page);
532         if (page_mapping(page) == mapping)
533                 mapping_set_error(mapping, error);
534         unlock_page(page);
535 }
536
537 /* possible outcome of pageout() */
538 typedef enum {
539         /* failed to write page out, page is locked */
540         PAGE_KEEP,
541         /* move page to the active list, page is locked */
542         PAGE_ACTIVATE,
543         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
544         PAGE_SUCCESS,
545         /* page is clean and locked */
546         PAGE_CLEAN,
547 } pageout_t;
548
549 /*
550  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
551  * Calls ->writepage().
552  */
553 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
554                          struct scan_control *sc)
555 {
556         /*
557          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
558          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
559          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
560          * stalls if we need to run get_block().  We could test
561          * PagePrivate for that.
562          *
563          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
564          * this page's queue, we can perform writeback even if that
565          * will block.
566          *
567          * If the page is swapcache, write it back even if that would
568          * block, for some throttling. This happens by accident, because
569          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
570          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
571          */
572         if (!is_page_cache_freeable(page))
573                 return PAGE_KEEP;
574         if (!mapping) {
575                 /*
576                  * Some data journaling orphaned pages can have
577                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
578                  */
579                 if (page_has_private(page)) {
580                         if (try_to_free_buffers(page)) {
581                                 ClearPageDirty(page);
582                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
583                                 return PAGE_CLEAN;
584                         }
585                 }
586                 return PAGE_KEEP;
587         }
588         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
589                 return PAGE_ACTIVATE;
590         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
591                 return PAGE_KEEP;
592
593         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
594                 int res;
595                 struct writeback_control wbc = {
596                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
597                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
598                         .range_start = 0,
599                         .range_end = LLONG_MAX,
600                         .for_reclaim = 1,
601                 };
602
603                 SetPageReclaim(page);
604                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
605                 if (res < 0)
606                         handle_write_error(mapping, page, res);
607                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
608                         ClearPageReclaim(page);
609                         return PAGE_ACTIVATE;
610                 }
611
612                 if (!PageWriteback(page)) {
613                         /* synchronous write or broken a_ops? */
614                         ClearPageReclaim(page);
615                 }
616                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
617                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
618                 return PAGE_SUCCESS;
619         }
620
621         return PAGE_CLEAN;
622 }
623
624 /*
625  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
626  * gets returned with a refcount of 0.
627  */
628 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
629                             bool reclaimed)
630 {
631         unsigned long flags;
632
633         BUG_ON(!PageLocked(page));
634         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
635
636         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
637         /*
638          * The non racy check for a busy page.
639          *
640          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
641          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
642          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
643          * here, then the following race may occur:
644          *
645          * get_user_pages(&page);
646          * [user mapping goes away]
647          * write_to(page);
648          *                              !PageDirty(page)    [good]
649          * SetPageDirty(page);
650          * put_page(page);
651          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
652          *
653          * [oops, our write_to data is lost]
654          *
655          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
656          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
657          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
658          *
659          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
660          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
661          */
662         if (!page_ref_freeze(page, 2))
663                 goto cannot_free;
664         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
665         if (unlikely(PageDirty(page))) {
666                 page_ref_unfreeze(page, 2);
667                 goto cannot_free;
668         }
669
670         if (PageSwapCache(page)) {
671                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
672                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
673                 __delete_from_swap_cache(page);
674                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
675                 swapcache_free(swap);
676         } else {
677                 void (*freepage)(struct page *);
678                 void *shadow = NULL;
679
680                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
681                 /*
682                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
683                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
684                  *
685                  * But don't store shadows in an address space that is
686                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
687                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
688                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
689                  * back.
690                  *
691                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
692                  * only page cache pages found in these are zero pages
693                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
694                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
695                  * same page_tree.
696                  */
697                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
698                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
699                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
700                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
701                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
702
703                 if (freepage != NULL)
704                         freepage(page);
705         }
706
707         return 1;
708
709 cannot_free:
710         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
711         return 0;
712 }
713
714 /*
715  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
716  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
717  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
718  * this page.
719  */
720 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
721 {
722         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
723                 /*
724                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
725                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
726                  * atomic operation.
727                  */
728                 page_ref_unfreeze(page, 1);
729                 return 1;
730         }
731         return 0;
732 }
733
734 /**
735  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
736  * @page: page to be put back to appropriate lru list
737  *
738  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
739  * Page may still be unevictable for other reasons.
740  *
741  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
742  */
743 void putback_lru_page(struct page *page)
744 {
745         bool is_unevictable;
746         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
747
748         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
749
750 redo:
751         ClearPageUnevictable(page);
752
753         if (page_evictable(page)) {
754                 /*
755                  * For evictable pages, we can use the cache.
756                  * In event of a race, worst case is we end up with an
757                  * unevictable page on [in]active list.
758                  * We know how to handle that.
759                  */
760                 is_unevictable = false;
761                 lru_cache_add(page);
762         } else {
763                 /*
764                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
765                  * list.
766                  */
767                 is_unevictable = true;
768                 add_page_to_unevictable_list(page);
769                 /*
770                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
771                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
772                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
773                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
774                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
775                  * the page back to the evictable list.
776                  *
777                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
778                  */
779                 smp_mb();
780         }
781
782         /*
783          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
784          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
785          * check after we added it to the list, again.
786          */
787         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
788                 if (!isolate_lru_page(page)) {
789                         put_page(page);
790                         goto redo;
791                 }
792                 /* This means someone else dropped this page from LRU
793                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
794                  * nothing to do here.
795                  */
796         }
797
798         if (was_unevictable && !is_unevictable)
799                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
800         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
801                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
802
803         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
804 }
805
806 enum page_references {
807         PAGEREF_RECLAIM,
808         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
809         PAGEREF_KEEP,
810         PAGEREF_ACTIVATE,
811 };
812
813 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
814                                                   struct scan_control *sc)
815 {
816         int referenced_ptes, referenced_page;
817         unsigned long vm_flags;
818
819         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
820                                           &vm_flags);
821         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
822
823         /*
824          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
825          * move the page to the unevictable list.
826          */
827         if (vm_flags & VM_LOCKED)
828                 return PAGEREF_RECLAIM;
829
830         if (referenced_ptes) {
831                 if (PageSwapBacked(page))
832                         return PAGEREF_ACTIVATE;
833                 /*
834                  * All mapped pages start out with page table
835                  * references from the instantiating fault, so we need
836                  * to look twice if a mapped file page is used more
837                  * than once.
838                  *
839                  * Mark it and spare it for another trip around the
840                  * inactive list.  Another page table reference will
841                  * lead to its activation.
842                  *
843                  * Note: the mark is set for activated pages as well
844                  * so that recently deactivated but used pages are
845                  * quickly recovered.
846                  */
847                 SetPageReferenced(page);
848
849                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
850                         return PAGEREF_ACTIVATE;
851
852                 /*
853                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
854                  */
855                 if (vm_flags & VM_EXEC)
856                         return PAGEREF_ACTIVATE;
857
858                 return PAGEREF_KEEP;
859         }
860
861         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
862         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
863                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
864
865         return PAGEREF_RECLAIM;
866 }
867
868 /* Check if a page is dirty or under writeback */
869 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
870                                        bool *dirty, bool *writeback)
871 {
872         struct address_space *mapping;
873
874         /*
875          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
876          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
877          */
878         if (!page_is_file_cache(page)) {
879                 *dirty = false;
880                 *writeback = false;
881                 return;
882         }
883
884         /* By default assume that the page flags are accurate */
885         *dirty = PageDirty(page);
886         *writeback = PageWriteback(page);
887
888         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
889         if (!page_has_private(page))
890                 return;
891
892         mapping = page_mapping(page);
893         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
894                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
895 }
896
897 /*
898  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
899  */
900 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
901                                       struct pglist_data *pgdat,
902                                       struct scan_control *sc,
903                                       enum ttu_flags ttu_flags,
904                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
905                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
906                                       unsigned long *ret_nr_congested,
907                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
908                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
909                                       bool force_reclaim)
910 {
911         LIST_HEAD(ret_pages);
912         LIST_HEAD(free_pages);
913         int pgactivate = 0;
914         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
915         unsigned long nr_dirty = 0;
916         unsigned long nr_congested = 0;
917         unsigned long nr_reclaimed = 0;
918         unsigned long nr_writeback = 0;
919         unsigned long nr_immediate = 0;
920
921         cond_resched();
922
923         while (!list_empty(page_list)) {
924                 struct address_space *mapping;
925                 struct page *page;
926                 int may_enter_fs;
927                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
928                 bool dirty, writeback;
929                 bool lazyfree = false;
930                 int ret = SWAP_SUCCESS;
931
932                 cond_resched();
933
934                 page = lru_to_page(page_list);
935                 list_del(&page->lru);
936
937                 if (!trylock_page(page))
938                         goto keep;
939
940                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
941
942                 sc->nr_scanned++;
943
944                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
945                         goto cull_mlocked;
946
947                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
948                         goto keep_locked;
949
950                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
951                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
952                         sc->nr_scanned++;
953
954                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
955                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
956
957                 /*
958                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
959                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
960                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
961                  * is all dirty unqueued pages.
962                  */
963                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
964                 if (dirty || writeback)
965                         nr_dirty++;
966
967                 if (dirty && !writeback)
968                         nr_unqueued_dirty++;
969
970                 /*
971                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
972                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
973                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
974                  * end of the LRU a second time.
975                  */
976                 mapping = page_mapping(page);
977                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
978                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
979                     (writeback && PageReclaim(page)))
980                         nr_congested++;
981
982                 /*
983                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
984                  * are three cases to consider.
985                  *
986                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
987                  *    under writeback and this page is both under writeback and
988                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
989                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
990                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
991                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
992                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
993                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
994                  *    caller can stall after page list has been processed.
995                  *
996                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
997                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
998                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
999                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1000                  *    reclaim and continue scanning.
1001                  *
1002                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1003                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1004                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1005                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1006                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1007                  *    would probably show more reasons.
1008                  *
1009                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1010                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1011                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1012                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1013                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1014                  */
1015                 if (PageWriteback(page)) {
1016                         /* Case 1 above */
1017                         if (current_is_kswapd() &&
1018                             PageReclaim(page) &&
1019                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1020                                 nr_immediate++;
1021                                 goto keep_locked;
1022
1023                         /* Case 2 above */
1024                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1025                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1026                                 /*
1027                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1028                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1029                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1030                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1031                                  * enough to care.  What we do want is for this
1032                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1033                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1034                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1035                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1036                                  */
1037                                 SetPageReclaim(page);
1038                                 nr_writeback++;
1039                                 goto keep_locked;
1040
1041                         /* Case 3 above */
1042                         } else {
1043                                 unlock_page(page);
1044                                 wait_on_page_writeback(page);
1045                                 /* then go back and try same page again */
1046                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1047                                 continue;
1048                         }
1049                 }
1050
1051                 if (!force_reclaim)
1052                         references = page_check_references(page, sc);
1053
1054                 switch (references) {
1055                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1056                         goto activate_locked;
1057                 case PAGEREF_KEEP:
1058                         goto keep_locked;
1059                 case PAGEREF_RECLAIM:
1060                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1061                         ; /* try to reclaim the page below */
1062                 }
1063
1064                 /*
1065                  * Anonymous process memory has backing store?
1066                  * Try to allocate it some swap space here.
1067                  */
1068                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1069                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1070                                 goto keep_locked;
1071                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1072                                 goto activate_locked;
1073                         lazyfree = true;
1074                         may_enter_fs = 1;
1075
1076                         /* Adding to swap updated mapping */
1077                         mapping = page_mapping(page);
1078                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1079                         /* Split file THP */
1080                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1081                                 goto keep_locked;
1082                 }
1083
1084                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1085
1086                 /*
1087                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1088                  * processes. Try to unmap it here.
1089                  */
1090                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1091                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1092                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1093                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1094                         case SWAP_FAIL:
1095                                 goto activate_locked;
1096                         case SWAP_AGAIN:
1097                                 goto keep_locked;
1098                         case SWAP_MLOCK:
1099                                 goto cull_mlocked;
1100                         case SWAP_LZFREE:
1101                                 goto lazyfree;
1102                         case SWAP_SUCCESS:
1103                                 ; /* try to free the page below */
1104                         }
1105                 }
1106
1107                 if (PageDirty(page)) {
1108                         /*
1109                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1110                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1111                          * if many dirty pages have been encountered.
1112                          */
1113                         if (page_is_file_cache(page) &&
1114                                         (!current_is_kswapd() ||
1115                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1116                                 /*
1117                                  * Immediately reclaim when written back.
1118                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1119                                  * except we already have the page isolated
1120                                  * and know it's dirty
1121                                  */
1122                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1123                                 SetPageReclaim(page);
1124
1125                                 goto keep_locked;
1126                         }
1127
1128                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1129                                 goto keep_locked;
1130                         if (!may_enter_fs)
1131                                 goto keep_locked;
1132                         if (!sc->may_writepage)
1133                                 goto keep_locked;
1134
1135                         /*
1136                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1137                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1138                          * starts and then write it out here.
1139                          */
1140                         try_to_unmap_flush_dirty();
1141                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1142                         case PAGE_KEEP:
1143                                 goto keep_locked;
1144                         case PAGE_ACTIVATE:
1145                                 goto activate_locked;
1146                         case PAGE_SUCCESS:
1147                                 if (PageWriteback(page))
1148                                         goto keep;
1149                                 if (PageDirty(page))
1150                                         goto keep;
1151
1152                                 /*
1153                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1154                                  * ahead and try to reclaim the page.
1155                                  */
1156                                 if (!trylock_page(page))
1157                                         goto keep;
1158                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1159                                         goto keep_locked;
1160                                 mapping = page_mapping(page);
1161                         case PAGE_CLEAN:
1162                                 ; /* try to free the page below */
1163                         }
1164                 }
1165
1166                 /*
1167                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1168                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1169                  * the page as well.
1170                  *
1171                  * We do this even if the page is PageDirty().
1172                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1173                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1174                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1175                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1176                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1177                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1178                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1179                  *
1180                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1181                  * the pages which were not successfully invalidated in
1182                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1183                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1184                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1185                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1186                  */
1187                 if (page_has_private(page)) {
1188                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1189                                 goto activate_locked;
1190                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1191                                 unlock_page(page);
1192                                 if (put_page_testzero(page))
1193                                         goto free_it;
1194                                 else {
1195                                         /*
1196                                          * rare race with speculative reference.
1197                                          * the speculative reference will free
1198                                          * this page shortly, so we may
1199                                          * increment nr_reclaimed here (and
1200                                          * leave it off the LRU).
1201                                          */
1202                                         nr_reclaimed++;
1203                                         continue;
1204                                 }
1205                         }
1206                 }
1207
1208 lazyfree:
1209                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1210                         goto keep_locked;
1211
1212                 /*
1213                  * At this point, we have no other references and there is
1214                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1215                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1216                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1217                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1218                  */
1219                 __ClearPageLocked(page);
1220 free_it:
1221                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1222                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1223
1224                 nr_reclaimed++;
1225
1226                 /*
1227                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1228                  * appear not as the counts should be low
1229                  */
1230                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1231                 continue;
1232
1233 cull_mlocked:
1234                 if (PageSwapCache(page))
1235                         try_to_free_swap(page);
1236                 unlock_page(page);
1237                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1238                 continue;
1239
1240 activate_locked:
1241                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1242                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1243                         try_to_free_swap(page);
1244                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1245                 SetPageActive(page);
1246                 pgactivate++;
1247 keep_locked:
1248                 unlock_page(page);
1249 keep:
1250                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1251                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1252         }
1253
1254         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1255         try_to_unmap_flush();
1256         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1257
1258         list_splice(&ret_pages, page_list);
1259         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1260
1261         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1262         *ret_nr_congested += nr_congested;
1263         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1264         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1265         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1266         return nr_reclaimed;
1267 }
1268
1269 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1270                                             struct list_head *page_list)
1271 {
1272         struct scan_control sc = {
1273                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1274                 .priority = DEF_PRIORITY,
1275                 .may_unmap = 1,
1276         };
1277         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1278         struct page *page, *next;
1279         LIST_HEAD(clean_pages);
1280
1281         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1282                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1283                     !__PageMovable(page)) {
1284                         ClearPageActive(page);
1285                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1286                 }
1287         }
1288
1289         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1290                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1291                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1292         list_splice(&clean_pages, page_list);
1293         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1294         return ret;
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1299  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1300  * freed elsewhere are also ignored.
1301  *
1302  * page:        page to consider
1303  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1304  *
1305  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1306  */
1307 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1308 {
1309         int ret = -EINVAL;
1310
1311         /* Only take pages on the LRU. */
1312         if (!PageLRU(page))
1313                 return ret;
1314
1315         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1316         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1317                 return ret;
1318
1319         ret = -EBUSY;
1320
1321         /*
1322          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1323          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1324          * blocking - clean pages for the most part.
1325          *
1326          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1327          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1328          *
1329          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1330          * that it is possible to migrate without blocking
1331          */
1332         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1333                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1334                 if (PageWriteback(page))
1335                         return ret;
1336
1337                 if (PageDirty(page)) {
1338                         struct address_space *mapping;
1339
1340                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1341                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1342                                 return ret;
1343
1344                         /*
1345                          * Only pages without mappings or that have a
1346                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1347                          * without blocking
1348                          */
1349                         mapping = page_mapping(page);
1350                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1351                                 return ret;
1352                 }
1353         }
1354
1355         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1356                 return ret;
1357
1358         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1359                 /*
1360                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1361                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1362                  * page release code relies on it.
1363                  */
1364                 ClearPageLRU(page);
1365                 ret = 0;
1366         }
1367
1368         return ret;
1369 }
1370
1371
1372 /*
1373  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1374  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1375  */
1376 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1377                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken,
1378                         unsigned long nr_taken)
1379 {
1380         int zid;
1381
1382         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1383                 if (!nr_zone_taken[zid])
1384                         continue;
1385
1386                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1387         }
1388
1389 #ifdef CONFIG_MEMCG
1390         mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, -nr_taken);
1391 #endif
1392 }
1393
1394 /*
1395  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1396  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1397  * and working on them outside the LRU lock.
1398  *
1399  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1400  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1401  *
1402  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1403  *
1404  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1405  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1406  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1407  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1408  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1409  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1410  * @lru:        LRU list id for isolating
1411  *
1412  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1413  */
1414 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1415                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1416                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1417                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1418 {
1419         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1420         unsigned long nr_taken = 0;
1421         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1422         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1423         unsigned long scan, nr_pages;
1424         LIST_HEAD(pages_skipped);
1425
1426         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1427                                         !list_empty(src);) {
1428                 struct page *page;
1429
1430                 page = lru_to_page(src);
1431                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1432
1433                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1434
1435                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1436                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1437                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1438                         continue;
1439                 }
1440
1441                 /*
1442                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1443                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1444                  */
1445                 scan++;
1446
1447                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1448                 case 0:
1449                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1450                         nr_taken += nr_pages;
1451                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1452                         list_move(&page->lru, dst);
1453                         break;
1454
1455                 case -EBUSY:
1456                         /* else it is being freed elsewhere */
1457                         list_move(&page->lru, src);
1458                         continue;
1459
1460                 default:
1461                         BUG();
1462                 }
1463         }
1464
1465         /*
1466          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1467          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1468          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1469          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1470          * system at risk of premature OOM.
1471          */
1472         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1473                 int zid;
1474                 unsigned long total_skipped = 0;
1475
1476                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1477                         if (!nr_skipped[zid])
1478                                 continue;
1479
1480                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1481                         total_skipped += nr_skipped[zid];
1482                 }
1483
1484                 /*
1485                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1486                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1487                  * skipped pages as a full scan.
1488                  */
1489                 scan += list_empty(src) ? total_skipped : total_skipped >> 2;
1490
1491                 list_splice(&pages_skipped, src);
1492         }
1493         *nr_scanned = scan;
1494         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan, scan,
1495                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1496         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken, nr_taken);
1497         return nr_taken;
1498 }
1499
1500 /**
1501  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1502  * @page: page to isolate from its LRU list
1503  *
1504  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1505  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1506  *
1507  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1508  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1509  *
1510  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1511  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1512  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1513  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1514  *
1515  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1516  * found will be decremented.
1517  *
1518  * Restrictions:
1519  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1520  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1521  *     without a stable reference).
1522  * (2) the lru_lock must not be held.
1523  * (3) interrupts must be enabled.
1524  */
1525 int isolate_lru_page(struct page *page)
1526 {
1527         int ret = -EBUSY;
1528
1529         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1530         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1531
1532         if (PageLRU(page)) {
1533                 struct zone *zone = page_zone(page);
1534                 struct lruvec *lruvec;
1535
1536                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1537                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1538                 if (PageLRU(page)) {
1539                         int lru = page_lru(page);
1540                         get_page(page);
1541                         ClearPageLRU(page);
1542                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1543                         ret = 0;
1544                 }
1545                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1546         }
1547         return ret;
1548 }
1549
1550 /*
1551  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1552  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1553  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1554  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1555  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1556  */
1557 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1558                 struct scan_control *sc)
1559 {
1560         unsigned long inactive, isolated;
1561
1562         if (current_is_kswapd())
1563                 return 0;
1564
1565         if (!sane_reclaim(sc))
1566                 return 0;
1567
1568         if (file) {
1569                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1570                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1571         } else {
1572                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1573                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1574         }
1575
1576         /*
1577          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1578          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1579          * deadlock.
1580          */
1581         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1582                 inactive >>= 3;
1583
1584         return isolated > inactive;
1585 }
1586
1587 static noinline_for_stack void
1588 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1589 {
1590         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1591         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1592         LIST_HEAD(pages_to_free);
1593
1594         /*
1595          * Put back any unfreeable pages.
1596          */
1597         while (!list_empty(page_list)) {
1598                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1599                 int lru;
1600
1601                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1602                 list_del(&page->lru);
1603                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1604                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1605                         putback_lru_page(page);
1606                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1607                         continue;
1608                 }
1609
1610                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1611
1612                 SetPageLRU(page);
1613                 lru = page_lru(page);
1614                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1615
1616                 if (is_active_lru(lru)) {
1617                         int file = is_file_lru(lru);
1618                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1619                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1620                 }
1621                 if (put_page_testzero(page)) {
1622                         __ClearPageLRU(page);
1623                         __ClearPageActive(page);
1624                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1625
1626                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1627                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1628                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1629                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1630                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1631                         } else
1632                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1633                 }
1634         }
1635
1636         /*
1637          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1638          */
1639         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1640 }
1641
1642 /*
1643  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1644  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1645  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1646  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1647  */
1648 static int current_may_throttle(void)
1649 {
1650         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1651                 current->backing_dev_info == NULL ||
1652                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1653 }
1654
1655 static bool inactive_reclaimable_pages(struct lruvec *lruvec,
1656                                 struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1657 {
1658         int zid;
1659         struct zone *zone;
1660         int file = is_file_lru(lru);
1661         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1662
1663         if (!global_reclaim(sc))
1664                 return true;
1665
1666         for (zid = sc->reclaim_idx; zid >= 0; zid--) {
1667                 zone = &pgdat->node_zones[zid];
1668                 if (!managed_zone(zone))
1669                         continue;
1670
1671                 if (zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_LRU_BASE +
1672                                 LRU_FILE * file) >= SWAP_CLUSTER_MAX)
1673                         return true;
1674         }
1675
1676         return false;
1677 }
1678
1679 /*
1680  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1681  * of reclaimed pages
1682  */
1683 static noinline_for_stack unsigned long
1684 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1685                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1686 {
1687         LIST_HEAD(page_list);
1688         unsigned long nr_scanned;
1689         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1690         unsigned long nr_taken;
1691         unsigned long nr_dirty = 0;
1692         unsigned long nr_congested = 0;
1693         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1694         unsigned long nr_writeback = 0;
1695         unsigned long nr_immediate = 0;
1696         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1697         int file = is_file_lru(lru);
1698         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1699         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1700
1701         if (!inactive_reclaimable_pages(lruvec, sc, lru))
1702                 return 0;
1703
1704         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1705                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1706
1707                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1708                 if (fatal_signal_pending(current))
1709                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1710         }
1711
1712         lru_add_drain();
1713
1714         if (!sc->may_unmap)
1715                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1716         if (!sc->may_writepage)
1717                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1718
1719         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1720
1721         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1722                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1723
1724         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1725         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1726
1727         if (global_reclaim(sc)) {
1728                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1729                 if (current_is_kswapd())
1730                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1731                 else
1732                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1733         }
1734         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1735
1736         if (nr_taken == 0)
1737                 return 0;
1738
1739         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1740                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1741                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1742                                 false);
1743
1744         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1745
1746         if (global_reclaim(sc)) {
1747                 if (current_is_kswapd())
1748                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1749                 else
1750                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1751         }
1752
1753         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1754
1755         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1756
1757         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1758
1759         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1760         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1761
1762         /*
1763          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1764          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1765          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1766          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1767          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1768          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1769          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1770          * same way balance_dirty_pages() manages.
1771          *
1772          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1773          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1774          * are encountered in the nr_immediate check below.
1775          */
1776         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1777                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1778
1779         /*
1780          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1781          * stalling here.
1782          */
1783         if (sane_reclaim(sc)) {
1784                 /*
1785                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1786                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1787                  */
1788                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1789                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1790
1791                 /*
1792                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1793                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1794                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1795                  * reclaim context.
1796                  */
1797                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1798                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1799
1800                 /*
1801                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1802                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1803                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1804                  * they are written so also forcibly stall.
1805                  */
1806                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1807                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1808         }
1809
1810         /*
1811          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1812          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1813          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1814          */
1815         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1816             current_may_throttle())
1817                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1818
1819         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1820                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1821                         sc->priority, file);
1822         return nr_reclaimed;
1823 }
1824
1825 /*
1826  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1827  *
1828  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1829  * processes, from rmap.
1830  *
1831  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1832  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1833  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1834  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1835  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1836  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1837  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1838  *
1839  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1840  * But we had to alter page->flags anyway.
1841  */
1842
1843 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1844                                      struct list_head *list,
1845                                      struct list_head *pages_to_free,
1846                                      enum lru_list lru)
1847 {
1848         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1849         unsigned long pgmoved = 0;
1850         struct page *page;
1851         int nr_pages;
1852
1853         while (!list_empty(list)) {
1854                 page = lru_to_page(list);
1855                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1856
1857                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1858                 SetPageLRU(page);
1859
1860                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1861                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1862                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1863                 pgmoved += nr_pages;
1864
1865                 if (put_page_testzero(page)) {
1866                         __ClearPageLRU(page);
1867                         __ClearPageActive(page);
1868                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1869
1870                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1871                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1872                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1873                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1874                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1875                         } else
1876                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1877                 }
1878         }
1879
1880         if (!is_active_lru(lru))
1881                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1882 }
1883
1884 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1885                                struct lruvec *lruvec,
1886                                struct scan_control *sc,
1887                                enum lru_list lru)
1888 {
1889         unsigned long nr_taken;
1890         unsigned long nr_scanned;
1891         unsigned long vm_flags;
1892         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1893         LIST_HEAD(l_active);
1894         LIST_HEAD(l_inactive);
1895         struct page *page;
1896         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1897         unsigned long nr_rotated = 0;
1898         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1899         int file = is_file_lru(lru);
1900         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1901
1902         lru_add_drain();
1903
1904         if (!sc->may_unmap)
1905                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1906         if (!sc->may_writepage)
1907                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1908
1909         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1910
1911         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1912                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1913
1914         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1915         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1916
1917         if (global_reclaim(sc))
1918                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1919         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1920
1921         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1922
1923         while (!list_empty(&l_hold)) {
1924                 cond_resched();
1925                 page = lru_to_page(&l_hold);
1926                 list_del(&page->lru);
1927
1928                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1929                         putback_lru_page(page);
1930                         continue;
1931                 }
1932
1933                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1934                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1935                                 if (page_has_private(page))
1936                                         try_to_release_page(page, 0);
1937                                 unlock_page(page);
1938                         }
1939                 }
1940
1941                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1942                                     &vm_flags)) {
1943                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1944                         /*
1945                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1946                          * give them one more trip around the active list. So
1947                          * that executable code get better chances to stay in
1948                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1949                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1950                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1951                          * so we ignore them here.
1952                          */
1953                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1954                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1955                                 continue;
1956                         }
1957                 }
1958
1959                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1960                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1961         }
1962
1963         /*
1964          * Move pages back to the lru list.
1965          */
1966         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1967         /*
1968          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1969          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1970          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1971          * get_scan_count.
1972          */
1973         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1974
1975         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1976         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
1977         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1978         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1979
1980         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
1981         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
1982 }
1983
1984 /*
1985  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
1986  * to do too much work.
1987  *
1988  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
1989  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
1990  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
1991  *
1992  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
1993  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
1994  *
1995  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
1996  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
1997  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
1998  *
1999  * total     target    max
2000  * memory    ratio     inactive
2001  * -------------------------------------
2002  *   10MB       1         5MB
2003  *  100MB       1        50MB
2004  *    1GB       3       250MB
2005  *   10GB      10       0.9GB
2006  *  100GB      31         3GB
2007  *    1TB     101        10GB
2008  *   10TB     320        32GB
2009  */
2010 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2011                                                 struct scan_control *sc)
2012 {
2013         unsigned long inactive_ratio;
2014         unsigned long inactive;
2015         unsigned long active;
2016         unsigned long gb;
2017         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2018         int zid;
2019
2020         /*
2021          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2022          * is pointless.
2023          */
2024         if (!file && !total_swap_pages)
2025                 return false;
2026
2027         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE);
2028         active = lruvec_lru_size(lruvec, file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE);
2029
2030         /*
2031          * For zone-constrained allocations, it is necessary to check if
2032          * deactivations are required for lowmem to be reclaimed. This
2033          * calculates the inactive/active pages available in eligible zones.
2034          */
2035         for (zid = sc->reclaim_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2036                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
2037                 unsigned long inactive_zone, active_zone;
2038
2039                 if (!managed_zone(zone))
2040                         continue;
2041
2042                 inactive_zone = zone_page_state(zone,
2043                                 NR_ZONE_LRU_BASE + (file * LRU_FILE));
2044                 active_zone = zone_page_state(zone,
2045                                 NR_ZONE_LRU_BASE + (file * LRU_FILE) + LRU_ACTIVE);
2046
2047                 inactive -= min(inactive, inactive_zone);
2048                 active -= min(active, active_zone);
2049         }
2050
2051         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2052         if (gb)
2053                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2054         else
2055                 inactive_ratio = 1;
2056
2057         return inactive * inactive_ratio < active;
2058 }
2059
2060 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2061                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2062 {
2063         if (is_active_lru(lru)) {
2064                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc))
2065                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2066                 return 0;
2067         }
2068
2069         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2070 }
2071
2072 enum scan_balance {
2073         SCAN_EQUAL,
2074         SCAN_FRACT,
2075         SCAN_ANON,
2076         SCAN_FILE,
2077 };
2078
2079 /*
2080  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2081  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2082  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2083  * onto the active list instead of evict.
2084  *
2085  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2086  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2087  */
2088 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2089                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2090                            unsigned long *lru_pages)
2091 {
2092         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2093         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2094         u64 fraction[2];
2095         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2096         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2097         unsigned long anon_prio, file_prio;
2098         enum scan_balance scan_balance;
2099         unsigned long anon, file;
2100         bool force_scan = false;
2101         unsigned long ap, fp;
2102         enum lru_list lru;
2103         bool some_scanned;
2104         int pass;
2105
2106         /*
2107          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2108          * results in no scanning on this priority and a potential
2109          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2110          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2111          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2112          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2113          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2114          * well.
2115          */
2116         if (current_is_kswapd()) {
2117                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2118                         force_scan = true;
2119                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2120                         force_scan = true;
2121         }
2122         if (!global_reclaim(sc))
2123                 force_scan = true;
2124
2125         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2126         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2127                 scan_balance = SCAN_FILE;
2128                 goto out;
2129         }
2130
2131         /*
2132          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2133          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2134          * disable swapping for individual groups completely when
2135          * using the memory controller's swap limit feature would be
2136          * too expensive.
2137          */
2138         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2139                 scan_balance = SCAN_FILE;
2140                 goto out;
2141         }
2142
2143         /*
2144          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2145          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2146          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2147          */
2148         if (!sc->priority && swappiness) {
2149                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2150                 goto out;
2151         }
2152
2153         /*
2154          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2155          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2156          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2157          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2158          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2159          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2160          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2161          */
2162         if (global_reclaim(sc)) {
2163                 unsigned long pgdatfile;
2164                 unsigned long pgdatfree;
2165                 int z;
2166                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2167
2168                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2169                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2170                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2171
2172                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2173                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2174                         if (!managed_zone(zone))
2175                                 continue;
2176
2177                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2178                 }
2179
2180                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2181                         scan_balance = SCAN_ANON;
2182                         goto out;
2183                 }
2184         }
2185
2186         /*
2187          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2188          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2189          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2190          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2191          * Without the second condition we could end up never scanning an
2192          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2193          * system is under heavy pressure.
2194          */
2195         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc) &&
2196             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE) >> sc->priority) {
2197                 scan_balance = SCAN_FILE;
2198                 goto out;
2199         }
2200
2201         scan_balance = SCAN_FRACT;
2202
2203         /*
2204          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2205          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2206          */
2207         anon_prio = swappiness;
2208         file_prio = 200 - anon_prio;
2209
2210         /*
2211          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2212          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2213          * ratios to determine how valuable each cache is.
2214          *
2215          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2216          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2217          * up weighing recent references more than old ones.
2218          *
2219          * anon in [0], file in [1]
2220          */
2221
2222         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2223                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2224         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2225                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2226
2227         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2228         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2229                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2230                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2231         }
2232
2233         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2234                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2235                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2236         }
2237
2238         /*
2239          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2240          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2241          * each list that were recently referenced and in active use.
2242          */
2243         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2244         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2245
2246         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2247         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2248         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2249
2250         fraction[0] = ap;
2251         fraction[1] = fp;
2252         denominator = ap + fp + 1;
2253 out:
2254         some_scanned = false;
2255         /* Only use force_scan on second pass. */
2256         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2257                 *lru_pages = 0;
2258                 for_each_evictable_lru(lru) {
2259                         int file = is_file_lru(lru);
2260                         unsigned long size;
2261                         unsigned long scan;
2262
2263                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru);
2264                         scan = size >> sc->priority;
2265
2266                         if (!scan && pass && force_scan)
2267                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2268
2269                         switch (scan_balance) {
2270                         case SCAN_EQUAL:
2271                                 /* Scan lists relative to size */
2272                                 break;
2273                         case SCAN_FRACT:
2274                                 /*
2275                                  * Scan types proportional to swappiness and
2276                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2277                                  */
2278                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2279                                                         denominator);
2280                                 break;
2281                         case SCAN_FILE:
2282                         case SCAN_ANON:
2283                                 /* Scan one type exclusively */
2284                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2285                                         size = 0;
2286                                         scan = 0;
2287                                 }
2288                                 break;
2289                         default:
2290                                 /* Look ma, no brain */
2291                                 BUG();
2292                         }
2293
2294                         *lru_pages += size;
2295                         nr[lru] = scan;
2296
2297                         /*
2298                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2299                          * if we found something to scan.
2300                          */
2301                         some_scanned |= !!scan;
2302                 }
2303         }
2304 }
2305
2306 /*
2307  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2308  */
2309 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2310                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2311 {
2312         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2313         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2314         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2315         unsigned long nr_to_scan;
2316         enum lru_list lru;
2317         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2318         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2319         struct blk_plug plug;
2320         bool scan_adjusted;
2321
2322         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2323
2324         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2325         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2326
2327         /*
2328          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2329          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2330          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2331          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2332          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2333          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2334          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2335          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2336          * dropped to zero at the first pass.
2337          */
2338         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2339                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2340
2341         blk_start_plug(&plug);
2342         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2343                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2344                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2345                 unsigned long nr_scanned;
2346
2347                 for_each_evictable_lru(lru) {
2348                         if (nr[lru]) {
2349                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2350                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2351
2352                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2353                                                             lruvec, sc);
2354                         }
2355                 }
2356
2357                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2358                         continue;
2359
2360                 /*
2361                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2362                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2363                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2364                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2365                  * proportional to the original scan target.
2366                  */
2367                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2368                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2369
2370                 /*
2371                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2372                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2373                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2374                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2375                  */
2376                 if (!nr_file || !nr_anon)
2377                         break;
2378
2379                 if (nr_file > nr_anon) {
2380                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2381                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2382                         lru = LRU_BASE;
2383                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2384                 } else {
2385                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2386                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2387                         lru = LRU_FILE;
2388                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2389                 }
2390
2391                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2392                 nr[lru] = 0;
2393                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2394
2395                 /*
2396                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2397                  * scan target and the percentage scanning already complete
2398                  */
2399                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2400                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2401                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2402                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2403
2404                 lru += LRU_ACTIVE;
2405                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2406                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2407                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2408
2409                 scan_adjusted = true;
2410         }
2411         blk_finish_plug(&plug);
2412         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2413
2414         /*
2415          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2416          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2417          */
2418         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
2419                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2420                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2421 }
2422
2423 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2424 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2425 {
2426         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2427                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2428                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2429                 return true;
2430
2431         return false;
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2436  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2437  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2438  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2439  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2440  */
2441 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2442                                         unsigned long nr_reclaimed,
2443                                         unsigned long nr_scanned,
2444                                         struct scan_control *sc)
2445 {
2446         unsigned long pages_for_compaction;
2447         unsigned long inactive_lru_pages;
2448         int z;
2449
2450         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2451         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2452                 return false;
2453
2454         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2455         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2456                 /*
2457                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2458                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2459                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2460                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2461                  */
2462                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2463                         return false;
2464         } else {
2465                 /*
2466                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2467                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2468                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2469                  * pages that were scanned. This will return to the
2470                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2471                  * the resulting allocation attempt fails
2472                  */
2473                 if (!nr_reclaimed)
2474                         return false;
2475         }
2476
2477         /*
2478          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2479          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2480          */
2481         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2482         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2483         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2484                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2485         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2486                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2487                 return true;
2488
2489         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2490         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2491                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2492                 if (!managed_zone(zone))
2493                         continue;
2494
2495                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2496                 case COMPACT_SUCCESS:
2497                 case COMPACT_CONTINUE:
2498                         return false;
2499                 default:
2500                         /* check next zone */
2501                         ;
2502                 }
2503         }
2504         return true;
2505 }
2506
2507 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2508 {
2509         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2510         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2511         bool reclaimable = false;
2512
2513         do {
2514                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2515                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2516                         .pgdat = pgdat,
2517                         .priority = sc->priority,
2518                 };
2519                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2520                 struct mem_cgroup *memcg;
2521
2522                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2523                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2524
2525                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2526                 do {
2527                         unsigned long lru_pages;
2528                         unsigned long reclaimed;
2529                         unsigned long scanned;
2530
2531                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2532                                 if (!sc->may_thrash)
2533                                         continue;
2534                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2535                         }
2536
2537                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2538                         scanned = sc->nr_scanned;
2539
2540                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2541                         node_lru_pages += lru_pages;
2542
2543                         if (memcg)
2544                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2545                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2546                                             lru_pages);
2547
2548                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2549                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2550                                    sc->nr_scanned - scanned,
2551                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2552
2553                         /*
2554                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2555                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2556                          * node.
2557                          *
2558                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2559                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2560                          * retry with decreasing priority if one round over the
2561                          * whole hierarchy is not sufficient.
2562                          */
2563                         if (!global_reclaim(sc) &&
2564                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2565                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2566                                 break;
2567                         }
2568                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2569
2570                 /*
2571                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2572                  * the eligible LRU pages were scanned.
2573                  */
2574                 if (global_reclaim(sc))
2575                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2576                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2577                                     node_lru_pages);
2578
2579                 if (reclaim_state) {
2580                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2581                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2582                 }
2583
2584                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2585                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2586                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2587                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2588
2589                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2590                         reclaimable = true;
2591
2592         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2593                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2594
2595         return reclaimable;
2596 }
2597
2598 /*
2599  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2600  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2601  * should reclaim first.
2602  */
2603 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2604 {
2605         unsigned long watermark;
2606         enum compact_result suitable;
2607
2608         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2609         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2610                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2611                 return true;
2612         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2613                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2614                 return false;
2615
2616         /*
2617          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2618          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2619          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2620          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2621          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2622          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2623          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2624          */
2625         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2626
2627         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2632  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2633  * request.
2634  *
2635  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2636  * scan then give up on it.
2637  */
2638 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2639 {
2640         struct zoneref *z;
2641         struct zone *zone;
2642         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2643         unsigned long nr_soft_scanned;
2644         gfp_t orig_mask;
2645         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2646
2647         /*
2648          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2649          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2650          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2651          */
2652         orig_mask = sc->gfp_mask;
2653         if (buffer_heads_over_limit) {
2654                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2655                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2656         }
2657
2658         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2659                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2660                 /*
2661                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2662                  * to global LRU.
2663                  */
2664                 if (global_reclaim(sc)) {
2665                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2666                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2667                                 continue;
2668
2669                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2670                             !pgdat_reclaimable(zone->zone_pgdat))
2671                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2672
2673                         /*
2674                          * If we already have plenty of memory free for
2675                          * compaction in this zone, don't free any more.
2676                          * Even though compaction is invoked for any
2677                          * non-zero order, only frequent costly order
2678                          * reclamation is disruptive enough to become a
2679                          * noticeable problem, like transparent huge
2680                          * page allocations.
2681                          */
2682                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2683                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2684                             compaction_ready(zone, sc)) {
2685                                 sc->compaction_ready = true;
2686                                 continue;
2687                         }
2688
2689                         /*
2690                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2691                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2692                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2693                          * the user prefers lower zones being preserved.
2694                          */
2695                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2696                                 continue;
2697
2698                         /*
2699                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2700                          * and returns the number of reclaimed pages and
2701                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2702                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2703                          */
2704                         nr_soft_scanned = 0;
2705                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2706                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2707                                                 &nr_soft_scanned);
2708                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2709                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2710                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2711                 }
2712
2713                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2714                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2715                         continue;
2716                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2717                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2718         }
2719
2720         /*
2721          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2722          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2723          */
2724         sc->gfp_mask = orig_mask;
2725 }
2726
2727 /*
2728  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2729  *
2730  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2731  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2732  *
2733  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2734  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2735  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2736  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2737  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2738  * work, and the allocation attempt will fail.
2739  *
2740  * returns:     0, if no pages reclaimed
2741  *              else, the number of pages reclaimed
2742  */
2743 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2744                                           struct scan_control *sc)
2745 {
2746         int initial_priority = sc->priority;
2747         unsigned long total_scanned = 0;
2748         unsigned long writeback_threshold;
2749 retry:
2750         delayacct_freepages_start();
2751
2752         if (global_reclaim(sc))
2753                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2754
2755         do {
2756                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2757                                 sc->priority);
2758                 sc->nr_scanned = 0;
2759                 shrink_zones(zonelist, sc);
2760
2761                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2762                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2763                         break;
2764
2765                 if (sc->compaction_ready)
2766                         break;
2767
2768                 /*
2769                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2770                  * writepage even in laptop mode.
2771                  */
2772                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2773                         sc->may_writepage = 1;
2774
2775                 /*
2776                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2777                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2778                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2779                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2780                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2781                  */
2782                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2783                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2784                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2785                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2786                         sc->may_writepage = 1;
2787                 }
2788         } while (--sc->priority >= 0);
2789
2790         delayacct_freepages_end();
2791
2792         if (sc->nr_reclaimed)
2793                 return sc->nr_reclaimed;
2794
2795         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2796         if (sc->compaction_ready)
2797                 return 1;
2798
2799         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2800         if (!sc->may_thrash) {
2801                 sc->priority = initial_priority;
2802                 sc->may_thrash = 1;
2803                 goto retry;
2804         }
2805
2806         return 0;
2807 }
2808
2809 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2810 {
2811         struct zone *zone;
2812         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2813         unsigned long free_pages = 0;
2814         int i;
2815         bool wmark_ok;
2816
2817         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2818                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2819                 if (!managed_zone(zone) ||
2820                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2821                         continue;
2822
2823                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2824                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2825         }
2826
2827         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2828         if (!pfmemalloc_reserve)
2829                 return true;
2830
2831         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2832
2833         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2834         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2835                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2836                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2837                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2838         }
2839
2840         return wmark_ok;
2841 }
2842
2843 /*
2844  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2845  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2846  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2847  * when the low watermark is reached.
2848  *
2849  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2850  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2851  */
2852 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2853                                         nodemask_t *nodemask)
2854 {
2855         struct zoneref *z;
2856         struct zone *zone;
2857         pg_data_t *pgdat = NULL;
2858
2859         /*
2860          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2861          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2862          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2863          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2864          * processes to block on log_wait_commit().
2865          */
2866         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2867                 goto out;
2868
2869         /*
2870          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2871          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2872          */
2873         if (fatal_signal_pending(current))
2874                 goto out;
2875
2876         /*
2877          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2878          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2879          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2880          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2881          *
2882          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2883          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2884          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2885          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2886          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2887          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2888          * should make reasonable progress.
2889          */
2890         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2891                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2892                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2893                         continue;
2894
2895                 /* Throttle based on the first usable node */
2896                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2897                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2898                         goto out;
2899                 break;
2900         }
2901
2902         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2903         if (!pgdat)
2904                 goto out;
2905
2906         /* Account for the throttling */
2907         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2908
2909         /*
2910          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2911          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2912          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2913          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2914          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2915          * second before continuing.
2916          */
2917         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2918                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2919                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2920
2921                 goto check_pending;
2922         }
2923
2924         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2925         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2926                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2927
2928 check_pending:
2929         if (fatal_signal_pending(current))
2930                 return true;
2931
2932 out:
2933         return false;
2934 }
2935
2936 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2937                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2938 {
2939         unsigned long nr_reclaimed;
2940         struct scan_control sc = {
2941                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2942                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2943                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2944                 .order = order,
2945                 .nodemask = nodemask,
2946                 .priority = DEF_PRIORITY,
2947                 .may_writepage = !laptop_mode,
2948                 .may_unmap = 1,
2949                 .may_swap = 1,
2950         };
2951
2952         /*
2953          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2954          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2955          * point.
2956          */
2957         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2958                 return 1;
2959
2960         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2961                                 sc.may_writepage,
2962                                 gfp_mask,
2963                                 sc.reclaim_idx);
2964
2965         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2966
2967         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2968
2969         return nr_reclaimed;
2970 }
2971
2972 #ifdef CONFIG_MEMCG
2973
2974 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2975                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2976                                                 pg_data_t *pgdat,
2977                                                 unsigned long *nr_scanned)
2978 {
2979         struct scan_control sc = {
2980                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2981                 .target_mem_cgroup = memcg,
2982                 .may_writepage = !laptop_mode,
2983                 .may_unmap = 1,
2984                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
2985                 .may_swap = !noswap,
2986         };
2987         unsigned long lru_pages;
2988
2989         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2990                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2991
2992         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2993                                                       sc.may_writepage,
2994                                                       sc.gfp_mask,
2995                                                       sc.reclaim_idx);
2996
2997         /*
2998          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2999          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3000          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3001          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3002          * the priority and make it zero.
3003          */
3004         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3005
3006         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3007
3008         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3009         return sc.nr_reclaimed;
3010 }
3011
3012 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3013                                            unsigned long nr_pages,
3014                                            gfp_t gfp_mask,
3015                                            bool may_swap)
3016 {
3017         struct zonelist *zonelist;
3018         unsigned long nr_reclaimed;
3019         int nid;
3020         struct scan_control sc = {
3021                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3022                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3023                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3024                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3025                 .target_mem_cgroup = memcg,
3026                 .priority = DEF_PRIORITY,
3027                 .may_writepage = !laptop_mode,
3028                 .may_unmap = 1,
3029                 .may_swap = may_swap,
3030         };
3031
3032         /*
3033          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3034          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3035          * scan does not need to be the current node.
3036          */
3037         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3038
3039         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3040
3041         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3042                                             sc.may_writepage,
3043                                             sc.gfp_mask,
3044                                             sc.reclaim_idx);
3045
3046         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3047         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3048         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3049
3050         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3051
3052         return nr_reclaimed;
3053 }
3054 #endif
3055
3056 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3057                                 struct scan_control *sc)
3058 {
3059         struct mem_cgroup *memcg;
3060
3061         if (!total_swap_pages)
3062                 return;
3063
3064         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3065         do {
3066                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3067
3068                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
3069                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3070                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3071
3072                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3073         } while (memcg);
3074 }
3075
3076 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3077 {
3078         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3079
3080         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3081                 return false;
3082
3083         /*
3084          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3085          * to be congested or dirty
3086          */
3087         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3088         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3089
3090         return true;
3091 }
3092
3093 /*
3094  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3095  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3096  *
3097  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3098  */
3099 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3100 {
3101         int i;
3102
3103         /*
3104          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3105          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3106          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3107          * throttled. There is also a potential race if processes get
3108          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3109          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3110          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3111          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3112          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3113          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3114          * that here we are under prepare_to_wait().
3115          */
3116         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3117                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3118
3119         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3120                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3121
3122                 if (!managed_zone(zone))
3123                         continue;
3124
3125                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3126                         return false;
3127         }
3128
3129         return true;
3130 }
3131
3132 /*
3133  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3134  * zone that is currently unbalanced.
3135  *
3136  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3137  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3138  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3139  */
3140 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3141                                struct scan_control *sc)
3142 {
3143         struct zone *zone;
3144         int z;
3145
3146         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3147         sc->nr_to_reclaim = 0;
3148         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3149                 zone = pgdat->node_zones + z;
3150                 if (!managed_zone(zone))
3151                         continue;
3152
3153                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3154         }
3155
3156         /*
3157          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3158          * now pressure is applied based on node LRU order.
3159          */
3160         shrink_node(pgdat, sc);
3161
3162         /*
3163          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3164          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3165          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3166          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3167          * can direct reclaim/compact.
3168          */
3169         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3170                 sc->order = 0;
3171
3172         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3173 }
3174
3175 /*
3176  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3177  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3178  * balanced.
3179  *
3180  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3181  *
3182  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3183  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3184  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3185  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3186  * balanced.
3187  */
3188 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3189 {
3190         int i;
3191         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3192         unsigned long nr_soft_scanned;
3193         struct zone *zone;
3194         struct scan_control sc = {
3195                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3196                 .order = order,
3197                 .priority = DEF_PRIORITY,
3198                 .may_writepage = !laptop_mode,
3199                 .may_unmap = 1,
3200                 .may_swap = 1,
3201         };
3202         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3203
3204         do {
3205                 bool raise_priority = true;
3206
3207                 sc.nr_reclaimed = 0;
3208                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3209
3210                 /*
3211                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3212                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3213                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3214                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3215                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3216                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3217                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3218                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3219                  */
3220                 if (buffer_heads_over_limit) {
3221                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3222                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3223                                 if (!managed_zone(zone))
3224                                         continue;
3225
3226                                 sc.reclaim_idx = i;
3227                                 break;
3228                         }
3229                 }
3230
3231                 /*
3232                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3233                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3234                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3235                  * cleared during a very small window when a small low
3236                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3237                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3238                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3239                  * it.
3240                  */
3241                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3242                         zone = pgdat->node_zones + i;
3243                         if (!managed_zone(zone))
3244                                 continue;
3245
3246                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3247                                 goto out;
3248                 }
3249
3250                 /*
3251                  * Do some background aging of the anon list, to give
3252                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3253                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3254                  * about consistent aging.
3255                  */
3256                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3257
3258                 /*
3259                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3260                  * even in laptop mode.
3261                  */
3262                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3263                         sc.may_writepage = 1;
3264
3265                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3266                 sc.nr_scanned = 0;
3267                 nr_soft_scanned = 0;
3268                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3269                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3270                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3271
3272                 /*
3273                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3274                  * enough pages are already being scanned that that high
3275                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3276                  */
3277                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3278                         raise_priority = false;
3279
3280                 /*
3281                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3282                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3283                  * able to safely make forward progress. Wake them
3284                  */
3285                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3286                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3287                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3288
3289                 /* Check if kswapd should be suspending */
3290                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3291                         break;
3292
3293                 /*
3294                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3295                  * progress in reclaiming pages
3296                  */
3297                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3298                         sc.priority--;
3299         } while (sc.priority >= 1);
3300
3301 out:
3302         /*
3303          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3304          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3305          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3306          * remain at the higher level.
3307          */
3308         return sc.order;
3309 }
3310
3311 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3312                                 unsigned int classzone_idx)
3313 {
3314         long remaining = 0;
3315         DEFINE_WAIT(wait);
3316
3317         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3318                 return;
3319
3320         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3321
3322         /* Try to sleep for a short interval */
3323         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3324                 /*
3325                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3326                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3327                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3328                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3329                  */
3330                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3331
3332                 /*
3333                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3334                  * allocation of the requested order possible.
3335                  */
3336                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3337
3338                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3339
3340                 /*
3341                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3342                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3343                  * the previous request that slept prematurely.
3344                  */
3345                 if (remaining) {
3346                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3347                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3348                 }
3349
3350                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3351                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3352         }
3353
3354         /*
3355          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3356          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3357          */
3358         if (!remaining &&
3359             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3360                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3361
3362                 /*
3363                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3364                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3365                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3366                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3367                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3368                  * them before going back to sleep.
3369                  */
3370                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3371
3372                 if (!kthread_should_stop())
3373                         schedule();
3374
3375                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3376         } else {
3377                 if (remaining)
3378                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3379                 else
3380                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3381         }
3382         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3383 }
3384
3385 /*
3386  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3387  * from the init process.
3388  *
3389  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3390  * free memory available even if there is no other activity
3391  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3392  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3393  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3394  *
3395  * If there are applications that are active memory-allocators
3396  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3397  */
3398 static int kswapd(void *p)
3399 {
3400         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3401         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3402         struct task_struct *tsk = current;
3403
3404         struct reclaim_state reclaim_state = {
3405                 .reclaimed_slab = 0,
3406         };
3407         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3408
3409         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3410
3411         if (!cpumask_empty(cpumask))
3412                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3413         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3414
3415         /*
3416          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3417          * and that if we need more memory we should get access to it
3418          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3419          * never get caught in the normal page freeing logic.
3420          *
3421          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3422          * you need a small amount of memory in order to be able to
3423          * page out something else, and this flag essentially protects
3424          * us from recursively trying to free more memory as we're
3425          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3426          */
3427         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3428         set_freezable();
3429
3430         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3431         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3432         for ( ; ; ) {
3433                 bool ret;
3434
3435 kswapd_try_sleep:
3436                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3437                                         classzone_idx);
3438
3439                 /* Read the new order and classzone_idx */
3440                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3441                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3442                 pgdat->kswapd_order = 0;
3443                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3444
3445                 ret = try_to_freeze();
3446                 if (kthread_should_stop())
3447                         break;
3448
3449                 /*
3450                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3451                  * after returning from the refrigerator
3452                  */
3453                 if (ret)
3454                         continue;
3455
3456                 /*
3457                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3458                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3459                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3460                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3461                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3462                  * request (alloc_order).
3463                  */
3464                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3465                                                 alloc_order);
3466                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3467                 if (reclaim_order < alloc_order)
3468                         goto kswapd_try_sleep;
3469
3470                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3471                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3472         }
3473
3474         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3475         current->reclaim_state = NULL;
3476         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3477
3478         return 0;
3479 }
3480
3481 /*
3482  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3483  */
3484 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3485 {
3486         pg_data_t *pgdat;
3487         int z;
3488
3489         if (!managed_zone(zone))
3490                 return;
3491
3492         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3493                 return;
3494         pgdat = zone->zone_pgdat;
3495         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3496         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3497         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3498                 return;
3499
3500         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3501         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3502                 zone = pgdat->node_zones + z;
3503                 if (!managed_zone(zone))
3504                         continue;
3505
3506                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3507                         return;
3508         }
3509
3510         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3511         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3512 }
3513
3514 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3515 /*
3516  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3517  * freed pages.
3518  *
3519  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3520  * LRU order by reclaiming preferentially
3521  * inactive > active > active referenced > active mapped
3522  */
3523 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3524 {
3525         struct reclaim_state reclaim_state;
3526         struct scan_control sc = {
3527                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3528                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3529                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3530                 .priority = DEF_PRIORITY,
3531                 .may_writepage = 1,
3532                 .may_unmap = 1,
3533                 .may_swap = 1,
3534                 .hibernation_mode = 1,
3535         };
3536         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3537         struct task_struct *p = current;
3538         unsigned long nr_reclaimed;
3539
3540         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3541         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3542         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3543         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3544
3545         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3546
3547         p->reclaim_state = NULL;
3548         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3549         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3550
3551         return nr_reclaimed;
3552 }
3553 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3554
3555 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3556    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3557    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3558    restore their cpu bindings. */
3559 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3560                         void *hcpu)
3561 {
3562         int nid;
3563
3564         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3565                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3566                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3567                         const struct cpumask *mask;
3568
3569                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3570
3571                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3572                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3573                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3574                 }
3575         }
3576         return NOTIFY_OK;
3577 }
3578
3579 /*
3580  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3581  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3582  */
3583 int kswapd_run(int nid)
3584 {
3585         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3586         int ret = 0;
3587
3588         if (pgdat->kswapd)
3589                 return 0;
3590
3591         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3592         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3593                 /* failure at boot is fatal */
3594                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3595                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3596                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3597                 pgdat->kswapd = NULL;
3598         }
3599         return ret;
3600 }
3601
3602 /*
3603  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3604  * hold mem_hotplug_begin/end().
3605  */
3606 void kswapd_stop(int nid)
3607 {
3608         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3609
3610         if (kswapd) {
3611                 kthread_stop(kswapd);
3612                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3613         }
3614 }
3615
3616 static int __init kswapd_init(void)
3617 {
3618         int nid;
3619
3620         swap_setup();
3621         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3622                 kswapd_run(nid);
3623         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3624         return 0;
3625 }
3626
3627 module_init(kswapd_init)
3628
3629 #ifdef CONFIG_NUMA
3630 /*
3631  * Node reclaim mode
3632  *
3633  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3634  * the watermarks.
3635  */
3636 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3637
3638 #define RECLAIM_OFF 0
3639 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3640 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3641 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3642
3643 /*
3644  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3645  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3646  * a zone.
3647  */
3648 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3649
3650 /*
3651  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3652  * occur.
3653  */
3654 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3655
3656 /*
3657  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3658  * slab reclaim needs to occur.
3659  */
3660 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3661
3662 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3663 {
3664         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3665         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3666                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3667
3668         /*
3669          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3670          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3671          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3672          */
3673         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3674 }
3675
3676 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3677 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3678 {
3679         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3680         unsigned long delta = 0;
3681
3682         /*
3683          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3684          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3685          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3686          * a better estimate
3687          */
3688         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3689                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3690         else
3691                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3692
3693         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3694         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3695                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3696
3697         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3698         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3699                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3700
3701         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3702 }
3703
3704 /*
3705  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3706  */
3707 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3708 {
3709         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3710         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3711         struct task_struct *p = current;
3712         struct reclaim_state reclaim_state;
3713         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3714         struct scan_control sc = {
3715                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3716                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3717                 .order = order,
3718                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3719                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3720                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3721                 .may_swap = 1,
3722                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3723         };
3724
3725         cond_resched();
3726         /*
3727          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3728          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3729          * and RECLAIM_UNMAP.
3730          */
3731         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3732         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3733         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3734         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3735
3736         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3737                 /*
3738                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3739                  * priorities until we have enough memory freed.
3740                  */
3741                 do {
3742                         shrink_node(pgdat, &sc);
3743                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3744         }
3745
3746         p->reclaim_state = NULL;
3747         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3748         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3749         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3750 }
3751
3752 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3753 {
3754         int ret;
3755
3756         /*
3757          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3758          * slab pages if we are over the defined limits.
3759          *
3760          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3761          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3762          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3763          * if less than a specified percentage of the node is used by
3764          * unmapped file backed pages.
3765          */
3766         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3767             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3768                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3769
3770         if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
3771                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3772
3773         /*
3774          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3775          */
3776         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3777                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3778
3779         /*
3780          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3781          * have associated processors. This will favor the local processor
3782          * over remote processors and spread off node memory allocations
3783          * as wide as possible.
3784          */
3785         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3786                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3787
3788         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3789                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3790
3791         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3792         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3793
3794         if (!ret)
3795                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3796
3797         return ret;
3798 }
3799 #endif
3800
3801 /*
3802  * page_evictable - test whether a page is evictable
3803  * @page: the page to test
3804  *
3805  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3806  * lists vs unevictable list.
3807  *
3808  * Reasons page might not be evictable:
3809  * (1) page's mapping marked unevictable
3810  * (2) page is part of an mlocked VMA
3811  *
3812  */
3813 int page_evictable(struct page *page)
3814 {
3815         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3816 }
3817
3818 #ifdef CONFIG_SHMEM
3819 /**
3820  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3821  * @pages:      array of pages to check
3822  * @nr_pages:   number of pages to check
3823  *
3824  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3825  *
3826  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3827  */
3828 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3829 {
3830         struct lruvec *lruvec;
3831         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3832         int pgscanned = 0;
3833         int pgrescued = 0;
3834         int i;
3835
3836         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3837                 struct page *page = pages[i];
3838                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3839
3840                 pgscanned++;
3841                 if (pagepgdat != pgdat) {
3842                         if (pgdat)
3843                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3844                         pgdat = pagepgdat;
3845                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3846                 }
3847                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3848
3849                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3850                         continue;
3851
3852                 if (page_evictable(page)) {
3853                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3854
3855                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3856                         ClearPageUnevictable(page);
3857                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3858                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3859                         pgrescued++;
3860                 }
3861         }
3862
3863         if (pgdat) {
3864                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3865                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3866                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3867         }
3868 }
3869 #endif /* CONFIG_SHMEM */