OSDN Git Service

input: touchscreen: Fix uninitialized variable usage in Atmel driver
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/balloon_compaction.h>
55
56 #include "internal.h"
57
58 #define CREATE_TRACE_POINTS
59 #include <trace/events/vmscan.h>
60
61 struct scan_control {
62         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
63         unsigned long nr_to_reclaim;
64
65         /* This context's GFP mask */
66         gfp_t gfp_mask;
67
68         /* Allocation order */
69         int order;
70
71         /*
72          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
73          * are scanned.
74          */
75         nodemask_t      *nodemask;
76
77         /*
78          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
79          * primary target of this reclaim invocation.
80          */
81         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
82
83         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
84         int priority;
85
86         unsigned int may_writepage:1;
87
88         /* Can mapped pages be reclaimed? */
89         unsigned int may_unmap:1;
90
91         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
92         unsigned int may_swap:1;
93
94         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
95         unsigned int may_thrash:1;
96
97         unsigned int hibernation_mode:1;
98
99         /* One of the zones is ready for compaction */
100         unsigned int compaction_ready:1;
101
102         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
103         unsigned long nr_scanned;
104
105         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
106         unsigned long nr_reclaimed;
107
108         /*
109          * Reclaim pages from a vma. If the page is shared by other tasks
110          * it is zapped from a vma without reclaim so it ends up remaining
111          * on memory until last task zap it.
112          */
113         struct vm_area_struct *target_vma;
114 };
115
116 #define lru_to_page(_head) (list_entry((_head)->prev, struct page, lru))
117
118 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
119 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
120         do {                                                            \
121                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
122                         struct page *prev;                              \
123                                                                         \
124                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
125                         prefetch(&prev->_field);                        \
126                 }                                                       \
127         } while (0)
128 #else
129 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
130 #endif
131
132 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
133 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
134         do {                                                            \
135                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
136                         struct page *prev;                              \
137                                                                         \
138                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
139                         prefetchw(&prev->_field);                       \
140                 }                                                       \
141         } while (0)
142 #else
143 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
144 #endif
145
146 /*
147  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
148  */
149 int vm_swappiness = 60;
150 /*
151  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
152  * zones.
153  */
154 unsigned long vm_total_pages;
155
156 #ifdef CONFIG_KSWAPD_CPU_AFFINITY_MASK
157 char *kswapd_cpu_mask = CONFIG_KSWAPD_CPU_AFFINITY_MASK;
158 #else
159 char *kswapd_cpu_mask = NULL;
160 #endif
161
162 static LIST_HEAD(shrinker_list);
163 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
164
165 #ifdef CONFIG_MEMCG
166 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
167 {
168         return !sc->target_mem_cgroup;
169 }
170
171 /**
172  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
173  * @sc: scan_control in question
174  *
175  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
176  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
177  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
178  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
179  * allocation and configurability.
180  *
181  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
182  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
183  */
184 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
185 {
186         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
187
188         if (!memcg)
189                 return true;
190 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
191         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
192                 return true;
193 #endif
194         return false;
195 }
196 #else
197 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
198 {
199         return true;
200 }
201
202 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
203 {
204         return true;
205 }
206 #endif
207
208 static unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
209 {
210         unsigned long nr;
211
212         nr = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
213              zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
214
215         if (get_nr_swap_pages() > 0)
216                 nr += zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON) +
217                       zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
218
219         return nr;
220 }
221
222 bool zone_reclaimable(struct zone *zone)
223 {
224         return zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED) <
225                 zone_reclaimable_pages(zone) * 6;
226 }
227
228 static unsigned long get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
229 {
230         if (!mem_cgroup_disabled())
231                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
232
233         return zone_page_state(lruvec_zone(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
234 }
235
236 /*
237  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
238  */
239 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
240 {
241         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
242
243         /*
244          * If we only have one possible node in the system anyway, save
245          * ourselves the trouble and disable NUMA aware behavior. This way we
246          * will save memory and some small loop time later.
247          */
248         if (nr_node_ids == 1)
249                 shrinker->flags &= ~SHRINKER_NUMA_AWARE;
250
251         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
252                 size *= nr_node_ids;
253
254         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
255         if (!shrinker->nr_deferred)
256                 return -ENOMEM;
257
258         down_write(&shrinker_rwsem);
259         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
260         up_write(&shrinker_rwsem);
261         return 0;
262 }
263 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
264
265 /*
266  * Remove one
267  */
268 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
269 {
270         down_write(&shrinker_rwsem);
271         list_del(&shrinker->list);
272         up_write(&shrinker_rwsem);
273         kfree(shrinker->nr_deferred);
274 }
275 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
276
277 #define SHRINK_BATCH 128
278
279 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
280                                     struct shrinker *shrinker,
281                                     unsigned long nr_scanned,
282                                     unsigned long nr_eligible)
283 {
284         unsigned long freed = 0;
285         unsigned long long delta;
286         long total_scan;
287         long freeable;
288         long nr;
289         long new_nr;
290         int nid = shrinkctl->nid;
291         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
292                                           : SHRINK_BATCH;
293         long scanned = 0, next_deferred;
294         long min_cache_size = batch_size;
295
296         if (current_is_kswapd())
297                 min_cache_size = 0;
298
299         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
300         if (freeable == 0)
301                 return 0;
302
303         /*
304          * copy the current shrinker scan count into a local variable
305          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
306          * don't also do this scanning work.
307          */
308         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
309
310         total_scan = nr;
311         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
312         delta *= freeable;
313         do_div(delta, nr_eligible + 1);
314         total_scan += delta;
315         if (total_scan < 0) {
316                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
317                        shrinker->scan_objects, total_scan);
318                 total_scan = freeable;
319                 next_deferred = nr;
320         } else
321                 next_deferred = total_scan;
322
323         /*
324          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
325          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
326          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
327          * nr being built up so when a shrink that can do some work
328          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
329          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
330          * memory.
331          *
332          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
333          * a large delta change is calculated directly.
334          */
335         if (delta < freeable / 4)
336                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
337
338         /*
339          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
340          * never try to free more than twice the estimate number of
341          * freeable entries.
342          */
343         if (total_scan > freeable * 2)
344                 total_scan = freeable * 2;
345
346         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
347                                    nr_scanned, nr_eligible,
348                                    freeable, delta, total_scan);
349
350         /*
351          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
352          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
353          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
354          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
355          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
356          * objects spread over several slabs with usage less than the
357          * batch_size.
358          *
359          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
360          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
361          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
362          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
363          * possible.
364          */
365         while (total_scan > min_cache_size ||
366                total_scan >= freeable) {
367                 unsigned long ret;
368                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
369
370                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
371                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
372                 if (ret == SHRINK_STOP)
373                         break;
374                 freed += ret;
375
376                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
377                 total_scan -= nr_to_scan;
378                 scanned += nr_to_scan;
379
380                 cond_resched();
381         }
382
383         if (next_deferred >= scanned)
384                 next_deferred -= scanned;
385         else
386                 next_deferred = 0;
387         /*
388          * move the unused scan count back into the shrinker in a
389          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
390          * scan, there is no need to do an update.
391          */
392         if (next_deferred > 0)
393                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
394                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
395         else
396                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
397
398         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
399         return freed;
400 }
401
402 static void shrink_slab_lmk(gfp_t gfp_mask, int nid,
403                                  struct mem_cgroup *memcg,
404                                  unsigned long nr_scanned,
405                                  unsigned long nr_eligible)
406 {
407         struct shrinker *shrinker;
408
409         if (nr_scanned == 0)
410                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
411
412         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem))
413                 goto out;
414
415         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
416                 struct shrink_control sc = {
417                         .gfp_mask = gfp_mask,
418                 };
419
420                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_LMK))
421                         continue;
422
423                 do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
424         }
425
426         up_read(&shrinker_rwsem);
427 out:
428         cond_resched();
429 }
430
431 /**
432  * shrink_slab - shrink slab caches
433  * @gfp_mask: allocation context
434  * @nid: node whose slab caches to target
435  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
436  * @nr_scanned: pressure numerator
437  * @nr_eligible: pressure denominator
438  *
439  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
440  *
441  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
442  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
443  *
444  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
445  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
446  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise all shrinkers
447  * are called, and memcg aware shrinkers are supposed to scan the
448  * global list then.
449  *
450  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
451  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
452  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
453  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
454  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
455  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
456  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
457  *
458  * Returns the number of reclaimed slab objects.
459  */
460 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
461                                  struct mem_cgroup *memcg,
462                                  unsigned long nr_scanned,
463                                  unsigned long nr_eligible)
464 {
465         struct shrinker *shrinker;
466         unsigned long freed = 0;
467
468         if (memcg && !memcg_kmem_is_active(memcg))
469                 return 0;
470
471         if (nr_scanned == 0)
472                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
473
474         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
475                 /*
476                  * If we would return 0, our callers would understand that we
477                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
478                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
479                  * time.
480                  */
481                 freed = 1;
482                 goto out;
483         }
484
485         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
486                 struct shrink_control sc = {
487                         .gfp_mask = gfp_mask,
488                         .nid = nid,
489                         .memcg = memcg,
490                 };
491
492                 if (shrinker->flags & SHRINKER_LMK)
493                         continue;
494
495                 if (memcg && !(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
496                         continue;
497
498                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
499                         sc.nid = 0;
500
501                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
502         }
503
504         up_read(&shrinker_rwsem);
505 out:
506         cond_resched();
507         return freed;
508 }
509
510 void drop_slab_node(int nid)
511 {
512         unsigned long freed;
513
514         do {
515                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
516
517                 freed = 0;
518                 do {
519                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
520                                              1000, 1000);
521                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
522         } while (freed > 10);
523 }
524
525 void drop_slab(void)
526 {
527         int nid;
528
529         for_each_online_node(nid)
530                 drop_slab_node(nid);
531 }
532
533 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
534 {
535         /*
536          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
537          * that isolated the page, the page cache radix tree and
538          * optional buffer heads at page->private.
539          */
540         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
541 }
542
543 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
544 {
545         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
546                 return 1;
547         if (!inode_write_congested(inode))
548                 return 1;
549         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
550                 return 1;
551         return 0;
552 }
553
554 /*
555  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
556  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
557  * fsync(), msync() or close().
558  *
559  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
560  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
561  * that page is locked, the mapping is pinned.
562  *
563  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
564  * __GFP_FS.
565  */
566 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
567                                 struct page *page, int error)
568 {
569         lock_page(page);
570         if (page_mapping(page) == mapping)
571                 mapping_set_error(mapping, error);
572         unlock_page(page);
573 }
574
575 /* possible outcome of pageout() */
576 typedef enum {
577         /* failed to write page out, page is locked */
578         PAGE_KEEP,
579         /* move page to the active list, page is locked */
580         PAGE_ACTIVATE,
581         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
582         PAGE_SUCCESS,
583         /* page is clean and locked */
584         PAGE_CLEAN,
585 } pageout_t;
586
587 /*
588  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
589  * Calls ->writepage().
590  */
591 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
592                          struct scan_control *sc)
593 {
594         /*
595          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
596          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
597          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
598          * stalls if we need to run get_block().  We could test
599          * PagePrivate for that.
600          *
601          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
602          * this page's queue, we can perform writeback even if that
603          * will block.
604          *
605          * If the page is swapcache, write it back even if that would
606          * block, for some throttling. This happens by accident, because
607          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
608          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
609          */
610         if (!is_page_cache_freeable(page))
611                 return PAGE_KEEP;
612         if (!mapping) {
613                 /*
614                  * Some data journaling orphaned pages can have
615                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
616                  */
617                 if (page_has_private(page)) {
618                         if (try_to_free_buffers(page)) {
619                                 ClearPageDirty(page);
620                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
621                                 return PAGE_CLEAN;
622                         }
623                 }
624                 return PAGE_KEEP;
625         }
626         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
627                 return PAGE_ACTIVATE;
628         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
629                 return PAGE_KEEP;
630
631         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
632                 int res;
633                 struct writeback_control wbc = {
634                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
635                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
636                         .range_start = 0,
637                         .range_end = LLONG_MAX,
638                         .for_reclaim = 1,
639                 };
640
641                 SetPageReclaim(page);
642                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
643                 if (res < 0)
644                         handle_write_error(mapping, page, res);
645                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
646                         ClearPageReclaim(page);
647                         return PAGE_ACTIVATE;
648                 }
649
650                 if (!PageWriteback(page)) {
651                         /* synchronous write or broken a_ops? */
652                         ClearPageReclaim(page);
653                 }
654                 trace_mm_vmscan_writepage(page, trace_reclaim_flags(page));
655                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
656                 return PAGE_SUCCESS;
657         }
658
659         return PAGE_CLEAN;
660 }
661
662 /*
663  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
664  * gets returned with a refcount of 0.
665  */
666 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
667                             bool reclaimed)
668 {
669         unsigned long flags;
670         struct mem_cgroup *memcg;
671
672         BUG_ON(!PageLocked(page));
673         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
674
675         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
676         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
677         /*
678          * The non racy check for a busy page.
679          *
680          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
681          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
682          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
683          * here, then the following race may occur:
684          *
685          * get_user_pages(&page);
686          * [user mapping goes away]
687          * write_to(page);
688          *                              !PageDirty(page)    [good]
689          * SetPageDirty(page);
690          * put_page(page);
691          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
692          *
693          * [oops, our write_to data is lost]
694          *
695          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
696          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
697          * load is not satisfied before that of page->_count.
698          *
699          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
700          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
701          */
702         if (!page_freeze_refs(page, 2))
703                 goto cannot_free;
704         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
705         if (unlikely(PageDirty(page))) {
706                 page_unfreeze_refs(page, 2);
707                 goto cannot_free;
708         }
709
710         if (PageSwapCache(page)) {
711                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
712                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
713                 __delete_from_swap_cache(page);
714                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
715                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
716                 swapcache_free(swap);
717         } else {
718                 void (*freepage)(struct page *);
719                 void *shadow = NULL;
720
721                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
722                 /*
723                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
724                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
725                  *
726                  * But don't store shadows in an address space that is
727                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
728                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
729                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
730                  * back.
731                  */
732                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
733                     !mapping_exiting(mapping))
734                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
735                 __delete_from_page_cache(page, shadow, memcg);
736                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
737                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
738
739                 if (freepage != NULL)
740                         freepage(page);
741         }
742
743         return 1;
744
745 cannot_free:
746         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
747         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
748         return 0;
749 }
750
751 /*
752  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
753  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
754  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
755  * this page.
756  */
757 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
758 {
759         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
760                 /*
761                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
762                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
763                  * atomic operation.
764                  */
765                 page_unfreeze_refs(page, 1);
766                 return 1;
767         }
768         return 0;
769 }
770
771 /**
772  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
773  * @page: page to be put back to appropriate lru list
774  *
775  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
776  * Page may still be unevictable for other reasons.
777  *
778  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
779  */
780 void putback_lru_page(struct page *page)
781 {
782         bool is_unevictable;
783         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
784
785         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
786
787 redo:
788         ClearPageUnevictable(page);
789
790         if (page_evictable(page)) {
791                 /*
792                  * For evictable pages, we can use the cache.
793                  * In event of a race, worst case is we end up with an
794                  * unevictable page on [in]active list.
795                  * We know how to handle that.
796                  */
797                 is_unevictable = false;
798                 lru_cache_add(page);
799         } else {
800                 /*
801                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
802                  * list.
803                  */
804                 is_unevictable = true;
805                 add_page_to_unevictable_list(page);
806                 /*
807                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
808                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
809                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
810                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
811                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
812                  * the page back to the evictable list.
813                  *
814                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
815                  */
816                 smp_mb();
817         }
818
819         /*
820          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
821          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
822          * check after we added it to the list, again.
823          */
824         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
825                 if (!isolate_lru_page(page)) {
826                         put_page(page);
827                         goto redo;
828                 }
829                 /* This means someone else dropped this page from LRU
830                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
831                  * nothing to do here.
832                  */
833         }
834
835         if (was_unevictable && !is_unevictable)
836                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
837         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
838                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
839
840         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
841 }
842
843 enum page_references {
844         PAGEREF_RECLAIM,
845         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
846         PAGEREF_KEEP,
847         PAGEREF_ACTIVATE,
848 };
849
850 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
851                                                   struct scan_control *sc)
852 {
853         int referenced_ptes, referenced_page;
854         unsigned long vm_flags;
855
856         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
857                                           &vm_flags);
858         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
859
860         /*
861          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
862          * move the page to the unevictable list.
863          */
864         if (vm_flags & VM_LOCKED)
865                 return PAGEREF_RECLAIM;
866
867         if (referenced_ptes) {
868                 if (PageSwapBacked(page))
869                         return PAGEREF_ACTIVATE;
870                 /*
871                  * All mapped pages start out with page table
872                  * references from the instantiating fault, so we need
873                  * to look twice if a mapped file page is used more
874                  * than once.
875                  *
876                  * Mark it and spare it for another trip around the
877                  * inactive list.  Another page table reference will
878                  * lead to its activation.
879                  *
880                  * Note: the mark is set for activated pages as well
881                  * so that recently deactivated but used pages are
882                  * quickly recovered.
883                  */
884                 SetPageReferenced(page);
885
886                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
887                         return PAGEREF_ACTIVATE;
888
889                 /*
890                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
891                  */
892                 if (vm_flags & VM_EXEC)
893                         return PAGEREF_ACTIVATE;
894
895                 return PAGEREF_KEEP;
896         }
897
898         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
899         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
900                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
901
902         return PAGEREF_RECLAIM;
903 }
904
905 /* Check if a page is dirty or under writeback */
906 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
907                                        bool *dirty, bool *writeback)
908 {
909         struct address_space *mapping;
910
911         /*
912          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
913          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
914          */
915         if (!page_is_file_cache(page)) {
916                 *dirty = false;
917                 *writeback = false;
918                 return;
919         }
920
921         /* By default assume that the page flags are accurate */
922         *dirty = PageDirty(page);
923         *writeback = PageWriteback(page);
924
925         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
926         if (!page_has_private(page))
927                 return;
928
929         mapping = page_mapping(page);
930         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
931                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
932 }
933
934 /*
935  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
936  */
937 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
938                                       struct zone *zone,
939                                       struct scan_control *sc,
940                                       enum ttu_flags ttu_flags,
941                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
942                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
943                                       unsigned long *ret_nr_congested,
944                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
945                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
946                                       bool force_reclaim)
947 {
948         LIST_HEAD(ret_pages);
949         LIST_HEAD(free_pages);
950         int pgactivate = 0;
951         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
952         unsigned long nr_dirty = 0;
953         unsigned long nr_congested = 0;
954         unsigned long nr_reclaimed = 0;
955         unsigned long nr_writeback = 0;
956         unsigned long nr_immediate = 0;
957
958         cond_resched();
959
960         while (!list_empty(page_list)) {
961                 struct address_space *mapping;
962                 struct page *page;
963                 int may_enter_fs;
964                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM;
965                 bool dirty, writeback;
966
967                 cond_resched();
968
969                 page = lru_to_page(page_list);
970                 list_del(&page->lru);
971
972                 if (!trylock_page(page))
973                         goto keep;
974
975                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
976                 if (zone)
977                         VM_BUG_ON_PAGE(page_zone(page) != zone, page);
978
979                 sc->nr_scanned++;
980
981                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
982                         goto cull_mlocked;
983
984                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
985                         goto keep_locked;
986
987                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
988                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
989                         sc->nr_scanned++;
990
991                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
992                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
993
994                 /*
995                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
996                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
997                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
998                  * is all dirty unqueued pages.
999                  */
1000                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1001                 if (dirty || writeback)
1002                         nr_dirty++;
1003
1004                 if (dirty && !writeback)
1005                         nr_unqueued_dirty++;
1006
1007                 /*
1008                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1009                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1010                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1011                  * end of the LRU a second time.
1012                  */
1013                 mapping = page_mapping(page);
1014                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1015                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1016                     (writeback && PageReclaim(page)))
1017                         nr_congested++;
1018
1019                 /*
1020                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1021                  * are three cases to consider.
1022                  *
1023                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1024                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1025                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1026                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1027                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1028                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1029                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1030                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1031                  *    caller can stall after page list has been processed.
1032                  *
1033                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1034                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1035                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1036                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1037                  *    reclaim and continue scanning.
1038                  *
1039                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1040                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1041                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1042                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1043                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1044                  *    would probably show more reasons.
1045                  *
1046                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1047                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1048                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1049                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1050                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1051                  */
1052                 if (PageWriteback(page)) {
1053                         /* Case 1 above */
1054                         if (current_is_kswapd() &&
1055                             PageReclaim(page) &&
1056                             (zone && test_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags))) {
1057                                 nr_immediate++;
1058                                 goto keep_locked;
1059
1060                         /* Case 2 above */
1061                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1062                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1063                                 /*
1064                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1065                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1066                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1067                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1068                                  * enough to care.  What we do want is for this
1069                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1070                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1071                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1072                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1073                                  */
1074                                 SetPageReclaim(page);
1075                                 nr_writeback++;
1076                                 goto keep_locked;
1077
1078                         /* Case 3 above */
1079                         } else {
1080                                 unlock_page(page);
1081                                 wait_on_page_writeback(page);
1082                                 /* then go back and try same page again */
1083                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1084                                 continue;
1085                         }
1086                 }
1087
1088                 if (!force_reclaim)
1089                         references = page_check_references(page, sc);
1090
1091                 switch (references) {
1092                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1093                         goto activate_locked;
1094                 case PAGEREF_KEEP:
1095                         goto keep_locked;
1096                 case PAGEREF_RECLAIM:
1097                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1098                         ; /* try to reclaim the page below */
1099                 }
1100
1101                 /*
1102                  * Anonymous process memory has backing store?
1103                  * Try to allocate it some swap space here.
1104                  */
1105                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1106                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1107                                 goto keep_locked;
1108                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1109                                 goto activate_locked;
1110                         may_enter_fs = 1;
1111
1112                         /* Adding to swap updated mapping */
1113                         mapping = page_mapping(page);
1114                 }
1115
1116                 /*
1117                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1118                  * processes. Try to unmap it here.
1119                  */
1120                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1121                         switch (try_to_unmap(page,
1122                                         ttu_flags|TTU_BATCH_FLUSH,
1123                                         sc->target_vma)) {
1124                         case SWAP_FAIL:
1125                                 goto activate_locked;
1126                         case SWAP_AGAIN:
1127                                 goto keep_locked;
1128                         case SWAP_MLOCK:
1129                                 goto cull_mlocked;
1130                         case SWAP_SUCCESS:
1131                                 ; /* try to free the page below */
1132                         }
1133                 }
1134
1135                 if (PageDirty(page)) {
1136                         /*
1137                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1138                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1139                          * if many dirty pages have been encountered.
1140                          */
1141                         if (page_is_file_cache(page) &&
1142                                         (!current_is_kswapd() ||
1143                                         (zone &&
1144                                         !test_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags)))) {
1145                                 /*
1146                                  * Immediately reclaim when written back.
1147                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1148                                  * except we already have the page isolated
1149                                  * and know it's dirty
1150                                  */
1151                                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1152                                 SetPageReclaim(page);
1153
1154                                 goto keep_locked;
1155                         }
1156
1157                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1158                                 goto keep_locked;
1159                         if (!may_enter_fs)
1160                                 goto keep_locked;
1161                         if (!sc->may_writepage)
1162                                 goto keep_locked;
1163
1164                         /*
1165                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1166                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1167                          * starts and then write it out here.
1168                          */
1169                         try_to_unmap_flush_dirty();
1170                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1171                         case PAGE_KEEP:
1172                                 goto keep_locked;
1173                         case PAGE_ACTIVATE:
1174                                 goto activate_locked;
1175                         case PAGE_SUCCESS:
1176                                 if (PageWriteback(page))
1177                                         goto keep;
1178                                 if (PageDirty(page))
1179                                         goto keep;
1180
1181                                 /*
1182                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1183                                  * ahead and try to reclaim the page.
1184                                  */
1185                                 if (!trylock_page(page))
1186                                         goto keep;
1187                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1188                                         goto keep_locked;
1189                                 mapping = page_mapping(page);
1190                         case PAGE_CLEAN:
1191                                 ; /* try to free the page below */
1192                         }
1193                 }
1194
1195                 /*
1196                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1197                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1198                  * the page as well.
1199                  *
1200                  * We do this even if the page is PageDirty().
1201                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1202                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1203                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1204                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1205                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1206                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1207                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1208                  *
1209                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1210                  * the pages which were not successfully invalidated in
1211                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1212                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1213                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1214                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1215                  */
1216                 if (page_has_private(page)) {
1217                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1218                                 goto activate_locked;
1219                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1220                                 unlock_page(page);
1221                                 if (put_page_testzero(page))
1222                                         goto free_it;
1223                                 else {
1224                                         /*
1225                                          * rare race with speculative reference.
1226                                          * the speculative reference will free
1227                                          * this page shortly, so we may
1228                                          * increment nr_reclaimed here (and
1229                                          * leave it off the LRU).
1230                                          */
1231                                         nr_reclaimed++;
1232                                         continue;
1233                                 }
1234                         }
1235                 }
1236
1237                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1238                         goto keep_locked;
1239
1240                 /*
1241                  * At this point, we have no other references and there is
1242                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1243                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1244                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1245                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1246                  */
1247                 __clear_page_locked(page);
1248 free_it:
1249                 nr_reclaimed++;
1250
1251                 /*
1252                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1253                  * appear not as the counts should be low
1254                  */
1255                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1256                 /*
1257                  * If pagelist are from multiple zones, we should decrease
1258                  * NR_ISOLATED_ANON + x on freed pages in here.
1259                  */
1260                 if (!zone)
1261                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1262                                         page_is_file_cache(page));
1263                 continue;
1264
1265 cull_mlocked:
1266                 if (PageSwapCache(page))
1267                         try_to_free_swap(page);
1268                 unlock_page(page);
1269                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1270                 continue;
1271
1272 activate_locked:
1273                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1274                 if (PageSwapCache(page) && vm_swap_full(page_swap_info(page)))
1275                         try_to_free_swap(page);
1276                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1277                 SetPageActive(page);
1278                 pgactivate++;
1279 keep_locked:
1280                 unlock_page(page);
1281 keep:
1282                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1283                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1284         }
1285
1286         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1287         try_to_unmap_flush();
1288         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1289
1290         list_splice(&ret_pages, page_list);
1291         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1292
1293         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1294         *ret_nr_congested += nr_congested;
1295         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1296         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1297         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1298         return nr_reclaimed;
1299 }
1300
1301 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1302                                             struct list_head *page_list)
1303 {
1304         struct scan_control sc = {
1305                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1306                 .priority = DEF_PRIORITY,
1307                 .may_unmap = 1,
1308                 /* Doesn't allow to write out dirty page */
1309                 .may_writepage = 0,
1310         };
1311         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1312         struct page *page, *next;
1313         LIST_HEAD(clean_pages);
1314
1315         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1316                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1317                     !__PageMovable(page)) {
1318                         ClearPageActive(page);
1319                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1320                 }
1321         }
1322
1323         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone, &sc,
1324                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1325                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1326         list_splice(&clean_pages, page_list);
1327         mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1328         return ret;
1329 }
1330
1331 #ifdef CONFIG_PROCESS_RECLAIM
1332 unsigned long reclaim_pages_from_list(struct list_head *page_list,
1333                                         struct vm_area_struct *vma)
1334 {
1335         struct scan_control sc = {
1336                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1337                 .priority = DEF_PRIORITY,
1338                 .may_writepage = 1,
1339                 .may_unmap = 1,
1340                 .may_swap = 1,
1341                 .target_vma = vma,
1342         };
1343
1344         unsigned long nr_reclaimed;
1345         struct page *page;
1346         unsigned long dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1347
1348         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
1349                 ClearPageActive(page);
1350
1351         nr_reclaimed = shrink_page_list(page_list, NULL, &sc,
1352                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1353                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1354
1355         while (!list_empty(page_list)) {
1356                 page = lru_to_page(page_list);
1357                 list_del(&page->lru);
1358                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1359                                 page_is_file_cache(page));
1360                 putback_lru_page(page);
1361         }
1362
1363         return nr_reclaimed;
1364 }
1365 #endif
1366
1367 /*
1368  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1369  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1370  * freed elsewhere are also ignored.
1371  *
1372  * page:        page to consider
1373  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1374  *
1375  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1376  */
1377 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1378 {
1379         int ret = -EINVAL;
1380
1381         /* Only take pages on the LRU. */
1382         if (!PageLRU(page))
1383                 return ret;
1384
1385         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1386         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1387                 return ret;
1388
1389         ret = -EBUSY;
1390
1391         /*
1392          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1393          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1394          * blocking - clean pages for the most part.
1395          *
1396          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1397          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1398          *
1399          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1400          * that it is possible to migrate without blocking
1401          */
1402         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1403                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1404                 if (PageWriteback(page))
1405                         return ret;
1406
1407                 if (PageDirty(page)) {
1408                         struct address_space *mapping;
1409
1410                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1411                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1412                                 return ret;
1413
1414                         /*
1415                          * Only pages without mappings or that have a
1416                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1417                          * without blocking
1418                          */
1419                         mapping = page_mapping(page);
1420                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1421                                 return ret;
1422                 }
1423         }
1424
1425         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1426                 return ret;
1427
1428         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1429                 /*
1430                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1431                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1432                  * page release code relies on it.
1433                  */
1434                 ClearPageLRU(page);
1435                 ret = 0;
1436         }
1437
1438         return ret;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * zone->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1443  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1444  * and working on them outside the LRU lock.
1445  *
1446  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1447  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1448  *
1449  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1450  *
1451  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1452  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1453  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1454  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1455  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1456  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1457  * @lru:        LRU list id for isolating
1458  *
1459  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1460  */
1461 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1462                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1463                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1464                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1465 {
1466         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1467         unsigned long nr_taken = 0;
1468         unsigned long scan;
1469
1470         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1471                                         !list_empty(src); scan++) {
1472                 struct page *page;
1473                 int nr_pages;
1474
1475                 page = lru_to_page(src);
1476                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1477
1478                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1479
1480                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1481                 case 0:
1482                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1483                         mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, -nr_pages);
1484                         list_move(&page->lru, dst);
1485                         nr_taken += nr_pages;
1486                         break;
1487
1488                 case -EBUSY:
1489                         /* else it is being freed elsewhere */
1490                         list_move(&page->lru, src);
1491                         continue;
1492
1493                 default:
1494                         BUG();
1495                 }
1496         }
1497
1498         *nr_scanned = scan;
1499         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->order, nr_to_scan, scan,
1500                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1501         return nr_taken;
1502 }
1503
1504 /**
1505  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1506  * @page: page to isolate from its LRU list
1507  *
1508  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1509  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1510  *
1511  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1512  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1513  *
1514  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1515  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1516  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1517  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1518  *
1519  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1520  * found will be decremented.
1521  *
1522  * Restrictions:
1523  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1524  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1525  *     without a stable reference).
1526  * (2) the lru_lock must not be held.
1527  * (3) interrupts must be enabled.
1528  */
1529 int isolate_lru_page(struct page *page)
1530 {
1531         int ret = -EBUSY;
1532
1533         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1534
1535         if (PageLRU(page)) {
1536                 struct zone *zone = page_zone(page);
1537                 struct lruvec *lruvec;
1538
1539                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1540                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1541                 if (PageLRU(page)) {
1542                         int lru = page_lru(page);
1543                         get_page(page);
1544                         ClearPageLRU(page);
1545                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1546                         ret = 0;
1547                 }
1548                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1549         }
1550         return ret;
1551 }
1552
1553 static int __too_many_isolated(struct zone *zone, int file,
1554         struct scan_control *sc, int safe)
1555 {
1556         unsigned long inactive, isolated;
1557
1558         if (file) {
1559                 if (safe) {
1560                         inactive = zone_page_state_snapshot(zone,
1561                                         NR_INACTIVE_FILE);
1562                         isolated = zone_page_state_snapshot(zone,
1563                                         NR_ISOLATED_FILE);
1564                 } else {
1565                         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
1566                         isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE);
1567                 }
1568         } else {
1569                 if (safe) {
1570                         inactive = zone_page_state_snapshot(zone,
1571                                         NR_INACTIVE_ANON);
1572                         isolated = zone_page_state_snapshot(zone,
1573                                         NR_ISOLATED_ANON);
1574                 } else {
1575                         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1576                         isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
1577                 }
1578         }
1579
1580         /*
1581          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1582          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1583          * deadlock.
1584          */
1585         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1586                 inactive >>= 3;
1587
1588         return isolated > inactive;
1589 }
1590
1591 /*
1592  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1593  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1594  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1595  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1596  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1597  */
1598 static int too_many_isolated(struct zone *zone, int file,
1599                 struct scan_control *sc, int safe)
1600 {
1601         if (current_is_kswapd())
1602                 return 0;
1603
1604         if (!sane_reclaim(sc))
1605                 return 0;
1606
1607         if (unlikely(__too_many_isolated(zone, file, sc, 0))) {
1608                 if (safe)
1609                         return __too_many_isolated(zone, file, sc, safe);
1610                 else
1611                         return 1;
1612         }
1613
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 static noinline_for_stack void
1618 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1619 {
1620         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1621         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1622         LIST_HEAD(pages_to_free);
1623
1624         /*
1625          * Put back any unfreeable pages.
1626          */
1627         while (!list_empty(page_list)) {
1628                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1629                 int lru;
1630                 int file;
1631
1632                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1633                 list_del(&page->lru);
1634                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1635                         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1636                         putback_lru_page(page);
1637                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1638                         continue;
1639                 }
1640
1641                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1642
1643                 SetPageLRU(page);
1644                 lru = page_lru(page);
1645                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1646
1647                 file = is_file_lru(lru);
1648                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZCACHE))
1649                         if (file)
1650                                 SetPageWasActive(page);
1651                 if (is_active_lru(lru)) {
1652                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1653                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1654                 }
1655                 if (put_page_testzero(page)) {
1656                         __ClearPageLRU(page);
1657                         __ClearPageActive(page);
1658                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1659
1660                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1661                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1662                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1663                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1664                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1665                         } else
1666                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1667                 }
1668         }
1669
1670         /*
1671          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1672          */
1673         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1678  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1679  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1680  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1681  */
1682 static int current_may_throttle(void)
1683 {
1684         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1685                 current->backing_dev_info == NULL ||
1686                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1687 }
1688
1689 /*
1690  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_zone().  It returns the number
1691  * of reclaimed pages
1692  */
1693 static noinline_for_stack unsigned long
1694 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1695                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1696 {
1697         LIST_HEAD(page_list);
1698         unsigned long nr_scanned;
1699         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1700         unsigned long nr_taken;
1701         unsigned long nr_dirty = 0;
1702         unsigned long nr_congested = 0;
1703         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1704         unsigned long nr_writeback = 0;
1705         unsigned long nr_immediate = 0;
1706         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1707         int file = is_file_lru(lru);
1708         int safe = 0;
1709         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1710         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1711
1712         while (unlikely(too_many_isolated(zone, file, sc, safe))) {
1713                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1714
1715                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1716                 if (fatal_signal_pending(current))
1717                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1718
1719                 safe = 1;
1720         }
1721
1722         lru_add_drain();
1723
1724         if (!sc->may_unmap)
1725                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1726         if (!sc->may_writepage)
1727                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1728
1729         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1730
1731         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1732                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1733
1734         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1735         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1736
1737         if (global_reclaim(sc)) {
1738                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1739                 if (current_is_kswapd())
1740                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, zone, nr_scanned);
1741                 else
1742                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_DIRECT, zone, nr_scanned);
1743         }
1744         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1745
1746         if (nr_taken == 0)
1747                 return 0;
1748
1749         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, zone, sc, TTU_UNMAP,
1750                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1751                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1752                                 false);
1753
1754         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1755
1756         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1757
1758         if (global_reclaim(sc)) {
1759                 if (current_is_kswapd())
1760                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, zone,
1761                                                nr_reclaimed);
1762                 else
1763                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, zone,
1764                                                nr_reclaimed);
1765         }
1766
1767         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1768
1769         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1770
1771         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1772
1773         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1774         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1775
1776         /*
1777          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1778          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1779          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1780          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1781          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1782          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1783          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1784          * same way balance_dirty_pages() manages.
1785          *
1786          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1787          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1788          * are encountered in the nr_immediate check below.
1789          */
1790         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1791                 set_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
1792
1793         /*
1794          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1795          * stalling here.
1796          */
1797         if (sane_reclaim(sc)) {
1798                 /*
1799                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1800                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1801                  */
1802                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1803                         set_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
1804
1805                 /*
1806                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1807                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1808                  * the zone ZONE_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1809                  * reclaim context.
1810                  */
1811                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1812                         set_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
1813
1814                 /*
1815                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1816                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1817                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1818                  * they are written so also forcibly stall.
1819                  */
1820                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1821                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1822         }
1823
1824         /*
1825          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1826          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1827          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1828          */
1829         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1830             current_may_throttle())
1831                 wait_iff_congested(zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1832
1833         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(zone->zone_pgdat->node_id,
1834                 zone_idx(zone),
1835                 nr_scanned, nr_reclaimed,
1836                 sc->priority,
1837                 trace_shrink_flags(file));
1838         return nr_reclaimed;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1843  *
1844  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1845  * processes, from rmap.
1846  *
1847  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1848  * appropriate to hold zone->lru_lock across the whole operation.  But if
1849  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1850  * should drop zone->lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1851  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1852  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1853  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1854  *
1855  * The downside is that we have to touch page->_count against each page.
1856  * But we had to alter page->flags anyway.
1857  */
1858
1859 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1860                                      struct list_head *list,
1861                                      struct list_head *pages_to_free,
1862                                      enum lru_list lru)
1863 {
1864         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1865         unsigned long pgmoved = 0;
1866         struct page *page;
1867         int nr_pages;
1868
1869         while (!list_empty(list)) {
1870                 page = lru_to_page(list);
1871                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1872
1873                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1874                 SetPageLRU(page);
1875
1876                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1877                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, nr_pages);
1878                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1879                 pgmoved += nr_pages;
1880
1881                 if (put_page_testzero(page)) {
1882                         __ClearPageLRU(page);
1883                         __ClearPageActive(page);
1884                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1885
1886                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1887                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1888                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1889                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1890                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1891                         } else
1892                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1893                 }
1894         }
1895         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, pgmoved);
1896         if (!is_active_lru(lru))
1897                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1898 }
1899
1900 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1901                                struct lruvec *lruvec,
1902                                struct scan_control *sc,
1903                                enum lru_list lru)
1904 {
1905         unsigned long nr_taken;
1906         unsigned long nr_scanned;
1907         unsigned long vm_flags;
1908         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1909         LIST_HEAD(l_active);
1910         LIST_HEAD(l_inactive);
1911         struct page *page;
1912         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1913         unsigned long nr_rotated = 0;
1914         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1915         int file = is_file_lru(lru);
1916         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1917
1918         lru_add_drain();
1919
1920         if (!sc->may_unmap)
1921                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1922         if (!sc->may_writepage)
1923                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1924
1925         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1926
1927         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1928                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1929         if (global_reclaim(sc))
1930                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1931
1932         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1933
1934         __count_zone_vm_events(PGREFILL, zone, nr_scanned);
1935         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1936         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1937         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1938
1939         while (!list_empty(&l_hold)) {
1940                 cond_resched();
1941                 page = lru_to_page(&l_hold);
1942                 list_del(&page->lru);
1943
1944                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1945                         putback_lru_page(page);
1946                         continue;
1947                 }
1948
1949                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1950                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1951                                 if (page_has_private(page))
1952                                         try_to_release_page(page, 0);
1953                                 unlock_page(page);
1954                         }
1955                 }
1956
1957                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1958                                     &vm_flags)) {
1959                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1960                         /*
1961                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1962                          * give them one more trip around the active list. So
1963                          * that executable code get better chances to stay in
1964                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1965                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1966                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1967                          * so we ignore them here.
1968                          */
1969                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1970                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1971                                 continue;
1972                         }
1973                 }
1974
1975                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1976                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZCACHE))
1977                         /*
1978                          * For zcache to know whether the page is from active
1979                          * file list
1980                          */
1981                         SetPageWasActive(page);
1982                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1983         }
1984
1985         /*
1986          * Move pages back to the lru list.
1987          */
1988         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1989         /*
1990          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1991          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1992          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1993          * get_scan_count.
1994          */
1995         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1996
1997         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1998         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
1999         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2000         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2001
2002         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2003         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2004 }
2005
2006 #ifdef CONFIG_SWAP
2007 static bool inactive_anon_is_low_global(struct zone *zone)
2008 {
2009         unsigned long active, inactive;
2010
2011         active = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON);
2012         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
2013
2014         return inactive * zone->inactive_ratio < active;
2015 }
2016
2017 /**
2018  * inactive_anon_is_low - check if anonymous pages need to be deactivated
2019  * @lruvec: LRU vector to check
2020  *
2021  * Returns true if the zone does not have enough inactive anon pages,
2022  * meaning some active anon pages need to be deactivated.
2023  */
2024 static bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
2025 {
2026         /*
2027          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2028          * is pointless.
2029          */
2030         if (!total_swap_pages)
2031                 return false;
2032
2033         if (!mem_cgroup_disabled())
2034                 return mem_cgroup_inactive_anon_is_low(lruvec);
2035
2036         return inactive_anon_is_low_global(lruvec_zone(lruvec));
2037 }
2038 #else
2039 static inline bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
2040 {
2041         return false;
2042 }
2043 #endif
2044
2045 /**
2046  * inactive_file_is_low - check if file pages need to be deactivated
2047  * @lruvec: LRU vector to check
2048  *
2049  * When the system is doing streaming IO, memory pressure here
2050  * ensures that active file pages get deactivated, until more
2051  * than half of the file pages are on the inactive list.
2052  *
2053  * Once we get to that situation, protect the system's working
2054  * set from being evicted by disabling active file page aging.
2055  *
2056  * This uses a different ratio than the anonymous pages, because
2057  * the page cache uses a use-once replacement algorithm.
2058  */
2059 static bool inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
2060 {
2061         unsigned long inactive;
2062         unsigned long active;
2063
2064         inactive = get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2065         active = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
2066
2067         return active > inactive;
2068 }
2069
2070 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
2071 {
2072         if (is_file_lru(lru))
2073                 return inactive_file_is_low(lruvec);
2074         else
2075                 return inactive_anon_is_low(lruvec);
2076 }
2077
2078 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2079                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2080 {
2081         if (is_active_lru(lru)) {
2082                 if (inactive_list_is_low(lruvec, lru))
2083                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2084                 return 0;
2085         }
2086
2087         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2088 }
2089
2090 enum scan_balance {
2091         SCAN_EQUAL,
2092         SCAN_FRACT,
2093         SCAN_ANON,
2094         SCAN_FILE,
2095 };
2096
2097 /*
2098  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2099  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2100  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2101  * onto the active list instead of evict.
2102  *
2103  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2104  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2105  */
2106 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, int swappiness,
2107                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2108                            unsigned long *lru_pages)
2109 {
2110         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2111         u64 fraction[2];
2112         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2113         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
2114         unsigned long anon_prio, file_prio;
2115         enum scan_balance scan_balance;
2116         unsigned long anon, file;
2117         bool force_scan = false;
2118         unsigned long ap, fp;
2119         enum lru_list lru;
2120         bool some_scanned;
2121         int pass;
2122
2123         /*
2124          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2125          * results in no scanning on this priority and a potential
2126          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2127          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2128          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2129          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2130          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2131          * well.
2132          */
2133         if (current_is_kswapd()) {
2134                 if (!zone_reclaimable(zone))
2135                         force_scan = true;
2136                 if (!mem_cgroup_lruvec_online(lruvec))
2137                         force_scan = true;
2138         }
2139         if (!global_reclaim(sc))
2140                 force_scan = true;
2141
2142         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2143         if (!sc->may_swap || (get_nr_swap_pages() <= 0)) {
2144                 scan_balance = SCAN_FILE;
2145                 goto out;
2146         }
2147
2148         /*
2149          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2150          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2151          * disable swapping for individual groups completely when
2152          * using the memory controller's swap limit feature would be
2153          * too expensive.
2154          */
2155         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2156                 scan_balance = SCAN_FILE;
2157                 goto out;
2158         }
2159
2160         /*
2161          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2162          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2163          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2164          */
2165         if (!sc->priority && swappiness) {
2166                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2167                 goto out;
2168         }
2169
2170         /*
2171          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2172          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2173          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2174          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2175          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2176          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2177          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2178          */
2179         if (global_reclaim(sc)) {
2180                 unsigned long zonefile;
2181                 unsigned long zonefree;
2182
2183                 zonefree = zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2184                 zonefile = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
2185                            zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2186
2187                 if (unlikely(zonefile + zonefree <= high_wmark_pages(zone))) {
2188                         scan_balance = SCAN_ANON;
2189                         goto out;
2190                 }
2191         }
2192
2193         /*
2194          * There is enough inactive page cache, do not reclaim
2195          * anything from the anonymous working set right now.
2196          */
2197         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BALANCE_ANON_FILE_RECLAIM) &&
2198                         !inactive_file_is_low(lruvec)) {
2199                 scan_balance = SCAN_FILE;
2200                 goto out;
2201         }
2202
2203         scan_balance = SCAN_FRACT;
2204
2205         /*
2206          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2207          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2208          */
2209         anon_prio = swappiness;
2210         file_prio = 200 - anon_prio;
2211
2212         /*
2213          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2214          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2215          * ratios to determine how valuable each cache is.
2216          *
2217          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2218          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2219          * up weighing recent references more than old ones.
2220          *
2221          * anon in [0], file in [1]
2222          */
2223
2224         anon  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2225                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2226         file  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2227                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2228
2229         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2230         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2231                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2232                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2233         }
2234
2235         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2236                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2237                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2238         }
2239
2240         /*
2241          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2242          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2243          * each list that were recently referenced and in active use.
2244          */
2245         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2246         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2247
2248         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2249         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2250         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2251
2252         fraction[0] = ap;
2253         fraction[1] = fp;
2254         denominator = ap + fp + 1;
2255 out:
2256         some_scanned = false;
2257         /* Only use force_scan on second pass. */
2258         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2259                 *lru_pages = 0;
2260                 for_each_evictable_lru(lru) {
2261                         int file = is_file_lru(lru);
2262                         unsigned long size;
2263                         unsigned long scan;
2264
2265                         size = get_lru_size(lruvec, lru);
2266                         scan = size >> sc->priority;
2267
2268                         if (!scan && pass && force_scan)
2269                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2270
2271                         switch (scan_balance) {
2272                         case SCAN_EQUAL:
2273                                 /* Scan lists relative to size */
2274                                 break;
2275                         case SCAN_FRACT:
2276                                 /*
2277                                  * Scan types proportional to swappiness and
2278                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2279                                  */
2280                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2281                                                         denominator);
2282                                 break;
2283                         case SCAN_FILE:
2284                         case SCAN_ANON:
2285                                 /* Scan one type exclusively */
2286                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2287                                         size = 0;
2288                                         scan = 0;
2289                                 }
2290                                 break;
2291                         default:
2292                                 /* Look ma, no brain */
2293                                 BUG();
2294                         }
2295
2296                         *lru_pages += size;
2297                         nr[lru] = scan;
2298
2299                         /*
2300                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2301                          * if we found something to scan.
2302                          */
2303                         some_scanned |= !!scan;
2304                 }
2305         }
2306 }
2307
2308 /*
2309  * This is a basic per-zone page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2310  */
2311 static void shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, int swappiness,
2312                           struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2313 {
2314         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2315         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2316         unsigned long nr_to_scan;
2317         enum lru_list lru;
2318         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2319         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2320         struct blk_plug plug;
2321         bool scan_adjusted;
2322
2323         get_scan_count(lruvec, swappiness, sc, nr, lru_pages);
2324
2325         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2326         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2327
2328         /*
2329          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2330          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2331          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2332          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2333          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2334          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2335          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2336          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2337          * dropped to zero at the first pass.
2338          */
2339         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2340                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2341
2342         blk_start_plug(&plug);
2343         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2344                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2345                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2346                 unsigned long nr_scanned;
2347
2348                 for_each_evictable_lru(lru) {
2349                         if (nr[lru]) {
2350                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2351                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2352
2353                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2354                                                             lruvec, sc);
2355                         }
2356                 }
2357
2358                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2359                         continue;
2360
2361                 /*
2362                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2363                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2364                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2365                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2366                  * proportional to the original scan target.
2367                  */
2368                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2369                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2370
2371                 /*
2372                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2373                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2374                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2375                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2376                  */
2377                 if (!nr_file || !nr_anon)
2378                         break;
2379
2380                 if (nr_file > nr_anon) {
2381                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2382                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2383                         lru = LRU_BASE;
2384                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2385                 } else {
2386                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2387                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2388                         lru = LRU_FILE;
2389                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2390                 }
2391
2392                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2393                 nr[lru] = 0;
2394                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2395
2396                 /*
2397                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2398                  * scan target and the percentage scanning already complete
2399                  */
2400                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2401                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2402                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2403                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2404
2405                 lru += LRU_ACTIVE;
2406                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2407                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2408                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2409
2410                 scan_adjusted = true;
2411         }
2412         blk_finish_plug(&plug);
2413         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2414
2415         /*
2416          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2417          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2418          */
2419         if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2420                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2421                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2422
2423         throttle_vm_writeout(sc->gfp_mask);
2424 }
2425
2426 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2427 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2428 {
2429         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2430                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2431                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2432                 return true;
2433
2434         return false;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2439  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2440  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2441  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2442  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2443  */
2444 static inline bool should_continue_reclaim(struct zone *zone,
2445                                         unsigned long nr_reclaimed,
2446                                         unsigned long nr_scanned,
2447                                         struct scan_control *sc)
2448 {
2449         unsigned long pages_for_compaction;
2450         unsigned long inactive_lru_pages;
2451
2452         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2453         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2454                 return false;
2455
2456         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2457         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2458                 /*
2459                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2460                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2461                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2462                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2463                  */
2464                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2465                         return false;
2466         } else {
2467                 /*
2468                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2469                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2470                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2471                  * pages that were scanned. This will return to the
2472                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2473                  * the resulting allocation attempt fails
2474                  */
2475                 if (!nr_reclaimed)
2476                         return false;
2477         }
2478
2479         /*
2480          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2481          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2482          */
2483         pages_for_compaction = (2UL << sc->order);
2484         inactive_lru_pages = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2485         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2486                 inactive_lru_pages += zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
2487         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2488                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2489                 return true;
2490
2491         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2492         switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, 0)) {
2493         case COMPACT_PARTIAL:
2494         case COMPACT_CONTINUE:
2495                 return false;
2496         default:
2497                 return true;
2498         }
2499 }
2500
2501 static bool shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc,
2502                         bool is_classzone)
2503 {
2504         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2505         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2506         bool reclaimable = false;
2507
2508         do {
2509                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2510                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2511                         .zone = zone,
2512                         .priority = sc->priority,
2513                 };
2514                 unsigned long zone_lru_pages = 0;
2515                 struct mem_cgroup *memcg;
2516
2517                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2518                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2519
2520                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2521                 do {
2522                         unsigned long lru_pages;
2523                         unsigned long scanned;
2524                         struct lruvec *lruvec;
2525                         int swappiness;
2526
2527                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2528                                 if (!sc->may_thrash)
2529                                         continue;
2530                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2531                         }
2532
2533                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2534                         swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2535                         scanned = sc->nr_scanned;
2536
2537                         shrink_lruvec(lruvec, swappiness, sc, &lru_pages);
2538                         zone_lru_pages += lru_pages;
2539
2540                         if (memcg && is_classzone)
2541                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone),
2542                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2543                                             lru_pages);
2544
2545                         /*
2546                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2547                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2548                          * zone.
2549                          *
2550                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2551                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2552                          * retry with decreasing priority if one round over the
2553                          * whole hierarchy is not sufficient.
2554                          */
2555                         if (!global_reclaim(sc) &&
2556                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2557                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2558                                 break;
2559                         }
2560                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2561
2562                 /*
2563                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2564                  * the eligible LRU pages were scanned.
2565                  */
2566                 if (global_reclaim(sc) && is_classzone)
2567                         shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone), NULL,
2568                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2569                                     zone_lru_pages);
2570
2571                 /*
2572                  * Record the subtree's reclaim efficiency. The reclaimed
2573                  * pages from slab is excluded here because the corresponding
2574                  * scanned pages is not accounted. Moreover, freeing a page
2575                  * by slab shrinking depends on each slab's object population,
2576                  * making the cost model (i.e. scan:free) different from that
2577                  * of LRU.
2578                  */
2579                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2580                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2581                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2582
2583                 if (reclaim_state) {
2584                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2585                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2586                 }
2587
2588                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2589                         reclaimable = true;
2590
2591         } while (should_continue_reclaim(zone, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2592                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2593
2594         return reclaimable;
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Returns true if compaction should go ahead for a high-order request, or
2599  * the high-order allocation would succeed without compaction.
2600  */
2601 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, int order)
2602 {
2603         unsigned long balance_gap, watermark;
2604         bool watermark_ok;
2605
2606         /*
2607          * Compaction takes time to run and there are potentially other
2608          * callers using the pages just freed. Continue reclaiming until
2609          * there is a buffer of free pages available to give compaction
2610          * a reasonable chance of completing and allocating the page
2611          */
2612         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
2613                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
2614         watermark = high_wmark_pages(zone) + balance_gap + (2UL << order);
2615         watermark_ok = zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, 0);
2616
2617         /*
2618          * If compaction is deferred, reclaim up to a point where
2619          * compaction will have a chance of success when re-enabled
2620          */
2621         if (compaction_deferred(zone, order))
2622                 return watermark_ok;
2623
2624         /*
2625          * If compaction is not ready to start and allocation is not likely
2626          * to succeed without it, then keep reclaiming.
2627          */
2628         if (compaction_suitable(zone, order, 0, 0) == COMPACT_SKIPPED)
2629                 return false;
2630
2631         return watermark_ok;
2632 }
2633
2634 /*
2635  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2636  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2637  * request.
2638  *
2639  * We reclaim from a zone even if that zone is over high_wmark_pages(zone).
2640  * Because:
2641  * a) The caller may be trying to free *extra* pages to satisfy a higher-order
2642  *    allocation or
2643  * b) The target zone may be at high_wmark_pages(zone) but the lower zones
2644  *    must go *over* high_wmark_pages(zone) to satisfy the `incremental min'
2645  *    zone defense algorithm.
2646  *
2647  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2648  * scan then give up on it.
2649  *
2650  * Returns true if a zone was reclaimable.
2651  */
2652 static bool shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2653 {
2654         struct zoneref *z;
2655         struct zone *zone;
2656         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2657         unsigned long nr_soft_scanned;
2658         gfp_t orig_mask;
2659         enum zone_type requested_highidx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2660         bool reclaimable = false;
2661         unsigned long lru_pages = 0;
2662
2663         /*
2664          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2665          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2666          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2667          */
2668         orig_mask = sc->gfp_mask;
2669         if (buffer_heads_over_limit)
2670                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2671
2672         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2673                                         gfp_zone(sc->gfp_mask), sc->nodemask) {
2674                 enum zone_type classzone_idx;
2675
2676                 if (!populated_zone(zone))
2677                         continue;
2678
2679                 classzone_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2680                 while (!populated_zone(zone->zone_pgdat->node_zones +
2681                                                         classzone_idx))
2682                         classzone_idx--;
2683
2684                 /*
2685                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2686                  * to global LRU.
2687                  */
2688                 if (global_reclaim(sc)) {
2689                         lru_pages += zone_reclaimable_pages(zone);
2690                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2691                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2692                                 continue;
2693
2694                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2695                             !zone_reclaimable(zone))
2696                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2697
2698                         /*
2699                          * If we already have plenty of memory free for
2700                          * compaction in this zone, don't free any more.
2701                          * Even though compaction is invoked for any
2702                          * non-zero order, only frequent costly order
2703                          * reclamation is disruptive enough to become a
2704                          * noticeable problem, like transparent huge
2705                          * page allocations.
2706                          */
2707                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2708                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2709                             zonelist_zone_idx(z) <= requested_highidx &&
2710                             compaction_ready(zone, sc->order)) {
2711                                 sc->compaction_ready = true;
2712                                 continue;
2713                         }
2714
2715                         /*
2716                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2717                          * and returns the number of reclaimed pages and
2718                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2719                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2720                          */
2721                         nr_soft_scanned = 0;
2722                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
2723                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2724                                                 &nr_soft_scanned);
2725                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2726                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2727                         if (nr_soft_reclaimed)
2728                                 reclaimable = true;
2729                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2730                 }
2731
2732                 if (shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx))
2733                         reclaimable = true;
2734
2735                 if (global_reclaim(sc) &&
2736                     !reclaimable && zone_reclaimable(zone))
2737                         reclaimable = true;
2738         }
2739
2740         if (global_reclaim(sc))
2741                 shrink_slab_lmk(sc->gfp_mask, 0, NULL,
2742                                 sc->nr_scanned, lru_pages);
2743         /*
2744          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2745          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2746          */
2747         sc->gfp_mask = orig_mask;
2748
2749         return reclaimable;
2750 }
2751
2752 /*
2753  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2754  *
2755  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2756  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2757  *
2758  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2759  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2760  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2761  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2762  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2763  * work, and the allocation attempt will fail.
2764  *
2765  * returns:     0, if no pages reclaimed
2766  *              else, the number of pages reclaimed
2767  */
2768 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2769                                           struct scan_control *sc)
2770 {
2771         int initial_priority = sc->priority;
2772         unsigned long total_scanned = 0;
2773         unsigned long writeback_threshold;
2774         bool zones_reclaimable;
2775 retry:
2776         delayacct_freepages_start();
2777
2778         if (global_reclaim(sc))
2779                 count_vm_event(ALLOCSTALL);
2780
2781         do {
2782                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2783                                 sc->priority);
2784                 sc->nr_scanned = 0;
2785                 zones_reclaimable = shrink_zones(zonelist, sc);
2786
2787                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2788                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2789                         break;
2790
2791                 if (sc->compaction_ready)
2792                         break;
2793
2794                 /*
2795                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2796                  * writepage even in laptop mode.
2797                  */
2798                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2799                         sc->may_writepage = 1;
2800
2801                 /*
2802                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2803                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2804                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2805                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2806                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2807                  */
2808                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2809                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2810                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2811                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2812                         sc->may_writepage = 1;
2813                 }
2814         } while (--sc->priority >= 0);
2815
2816         delayacct_freepages_end();
2817
2818         if (sc->nr_reclaimed)
2819                 return sc->nr_reclaimed;
2820
2821         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2822         if (sc->compaction_ready)
2823                 return 1;
2824
2825         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2826         if (!sc->may_thrash) {
2827                 sc->priority = initial_priority;
2828                 sc->may_thrash = 1;
2829                 goto retry;
2830         }
2831
2832         /* Any of the zones still reclaimable?  Don't OOM. */
2833         if (zones_reclaimable)
2834                 return 1;
2835
2836         return 0;
2837 }
2838
2839 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2840 {
2841         struct zone *zone;
2842         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2843         unsigned long free_pages = 0;
2844         int i;
2845         bool wmark_ok;
2846
2847         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2848                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2849                 if (!populated_zone(zone) ||
2850                     zone_reclaimable_pages(zone) == 0)
2851                         continue;
2852
2853                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2854                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2855         }
2856
2857         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2858         if (!pfmemalloc_reserve)
2859                 return true;
2860
2861         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2862
2863         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2864         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2865                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx,
2866                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2867                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2868         }
2869
2870         return wmark_ok;
2871 }
2872
2873 /*
2874  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2875  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2876  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2877  * when the low watermark is reached.
2878  *
2879  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2880  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2881  */
2882 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2883                                         nodemask_t *nodemask)
2884 {
2885         struct zoneref *z;
2886         struct zone *zone;
2887         pg_data_t *pgdat = NULL;
2888
2889         /*
2890          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2891          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2892          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2893          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2894          * processes to block on log_wait_commit().
2895          */
2896         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2897                 goto out;
2898
2899         /*
2900          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2901          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2902          */
2903         if (fatal_signal_pending(current))
2904                 goto out;
2905
2906         /*
2907          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2908          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2909          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2910          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2911          *
2912          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2913          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2914          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2915          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2916          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2917          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2918          * should make reasonable progress.
2919          */
2920         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2921                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2922                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2923                         continue;
2924
2925                 /* Throttle based on the first usable node */
2926                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2927                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2928                         goto out;
2929                 break;
2930         }
2931
2932         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2933         if (!pgdat)
2934                 goto out;
2935
2936         /* Account for the throttling */
2937         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2938
2939         /*
2940          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2941          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2942          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2943          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2944          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2945          * second before continuing.
2946          */
2947         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2948                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2949                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2950
2951                 goto check_pending;
2952         }
2953
2954         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2955         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2956                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2957
2958 check_pending:
2959         if (fatal_signal_pending(current))
2960                 return true;
2961
2962 out:
2963         return false;
2964 }
2965
2966 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2967                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2968 {
2969         unsigned long nr_reclaimed;
2970         struct scan_control sc = {
2971                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2972                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2973                 .order = order,
2974                 .nodemask = nodemask,
2975                 .priority = DEF_PRIORITY,
2976                 .may_writepage = !laptop_mode,
2977                 .may_unmap = 1,
2978                 .may_swap = 1,
2979         };
2980
2981         /*
2982          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2983          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2984          * point.
2985          */
2986         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2987                 return 1;
2988
2989         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2990                                 sc.may_writepage,
2991                                 gfp_mask);
2992
2993         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2994
2995         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2996
2997         return nr_reclaimed;
2998 }
2999
3000 #ifdef CONFIG_MEMCG
3001
3002 unsigned long mem_cgroup_shrink_node_zone(struct mem_cgroup *memcg,
3003                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
3004                                                 struct zone *zone,
3005                                                 unsigned long *nr_scanned)
3006 {
3007         struct scan_control sc = {
3008                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3009                 .target_mem_cgroup = memcg,
3010                 .may_writepage = !laptop_mode,
3011                 .may_unmap = 1,
3012                 .may_swap = !noswap,
3013         };
3014         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3015         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
3016         unsigned long lru_pages;
3017
3018         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3019                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3020
3021         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3022                                                       sc.may_writepage,
3023                                                       sc.gfp_mask);
3024
3025         /*
3026          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3027          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3028          * if we don't reclaim here, the shrink_zone from balance_pgdat
3029          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3030          * the priority and make it zero.
3031          */
3032         shrink_lruvec(lruvec, swappiness, &sc, &lru_pages);
3033
3034         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3035
3036         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3037         return sc.nr_reclaimed;
3038 }
3039
3040 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3041                                            unsigned long nr_pages,
3042                                            gfp_t gfp_mask,
3043                                            bool may_swap)
3044 {
3045         struct zonelist *zonelist;
3046         unsigned long nr_reclaimed;
3047         int nid;
3048         struct scan_control sc = {
3049                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3050                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3051                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3052                 .target_mem_cgroup = memcg,
3053                 .priority = DEF_PRIORITY,
3054                 .may_writepage = !laptop_mode,
3055                 .may_unmap = 1,
3056                 .may_swap = may_swap,
3057         };
3058
3059         /*
3060          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3061          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3062          * scan does not need to be the current node.
3063          */
3064         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3065
3066         zonelist = NODE_DATA(nid)->node_zonelists;
3067
3068         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3069                                             sc.may_writepage,
3070                                             sc.gfp_mask);
3071
3072         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3073         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3074         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3075
3076         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3077
3078         return nr_reclaimed;
3079 }
3080 #endif
3081
3082 static void age_active_anon(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
3083 {
3084         struct mem_cgroup *memcg;
3085
3086         if (!total_swap_pages)
3087                 return;
3088
3089         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3090         do {
3091                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3092
3093                 if (inactive_anon_is_low(lruvec))
3094                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3095                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3096
3097                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3098         } while (memcg);
3099 }
3100
3101 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, bool highorder,
3102                         unsigned long balance_gap, int classzone_idx)
3103 {
3104         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone) + balance_gap;
3105
3106         /*
3107          * When checking from pgdat_balanced(), kswapd should stop and sleep
3108          * when it reaches the high order-0 watermark and let kcompactd take
3109          * over. Other callers such as wakeup_kswapd() want to determine the
3110          * true high-order watermark.
3111          */
3112         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && !highorder) {
3113                 mark += (1UL << order);
3114                 order = 0;
3115         }
3116
3117         return zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx);
3118 }
3119
3120 /*
3121  * pgdat_balanced() is used when checking if a node is balanced.
3122  *
3123  * For order-0, all zones must be balanced!
3124  *
3125  * For high-order allocations only zones that meet watermarks and are in a
3126  * zone allowed by the callers classzone_idx are added to balanced_pages. The
3127  * total of balanced pages must be at least 25% of the zones allowed by
3128  * classzone_idx for the node to be considered balanced. Forcing all zones to
3129  * be balanced for high orders can cause excessive reclaim when there are
3130  * imbalanced zones.
3131  * The choice of 25% is due to
3132  *   o a 16M DMA zone that is balanced will not balance a zone on any
3133  *     reasonable sized machine
3134  *   o On all other machines, the top zone must be at least a reasonable
3135  *     percentage of the middle zones. For example, on 32-bit x86, highmem
3136  *     would need to be at least 256M for it to be balance a whole node.
3137  *     Similarly, on x86-64 the Normal zone would need to be at least 1G
3138  *     to balance a node on its own. These seemed like reasonable ratios.
3139  */
3140 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3141 {
3142         unsigned long managed_pages = 0;
3143         unsigned long balanced_pages = 0;
3144         int i;
3145
3146         /* Check the watermark levels */
3147         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3148                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3149
3150                 if (!populated_zone(zone))
3151                         continue;
3152
3153                 managed_pages += zone->managed_pages;
3154
3155                 /*
3156                  * A special case here:
3157                  *
3158                  * balance_pgdat() skips over all_unreclaimable after
3159                  * DEF_PRIORITY. Effectively, it considers them balanced so
3160                  * they must be considered balanced here as well!
3161                  */
3162                 if (!zone_reclaimable(zone)) {
3163                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3164                         continue;
3165                 }
3166
3167                 if (zone_balanced(zone, order, false, 0, i))
3168                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3169                 else if (!order)
3170                         return false;
3171         }
3172
3173         if (order)
3174                 return balanced_pages >= (managed_pages >> 2);
3175         else
3176                 return true;
3177 }
3178
3179 /*
3180  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3181  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3182  *
3183  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3184  */
3185 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, long remaining,
3186                                         int classzone_idx)
3187 {
3188         /* If a direct reclaimer woke kswapd within HZ/10, it's premature */
3189         if (remaining)
3190                 return false;
3191
3192         /*
3193          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3194          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3195          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3196          * throttled. There is also a potential race if processes get
3197          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3198          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3199          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3200          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3201          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3202          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3203          * that here we are under prepare_to_wait().
3204          */
3205         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3206                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3207
3208         return pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx);
3209 }
3210
3211 /*
3212  * kswapd shrinks the zone by the number of pages required to reach
3213  * the high watermark.
3214  *
3215  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3216  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3217  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3218  */
3219 static bool kswapd_shrink_zone(struct zone *zone,
3220                                int classzone_idx,
3221                                struct scan_control *sc,
3222                                 unsigned long lru_pages)
3223 {
3224         unsigned long balance_gap;
3225         bool lowmem_pressure;
3226
3227         /* Reclaim above the high watermark. */
3228         sc->nr_to_reclaim = max(SWAP_CLUSTER_MAX, high_wmark_pages(zone));
3229
3230         /*
3231          * We put equal pressure on every zone, unless one zone has way too
3232          * many pages free already. The "too many pages" is defined as the
3233          * high wmark plus a "gap" where the gap is either the low
3234          * watermark or 1% of the zone, whichever is smaller.
3235          */
3236         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
3237                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
3238
3239         /*
3240          * If there is no low memory pressure or the zone is balanced then no
3241          * reclaim is necessary
3242          */
3243         lowmem_pressure = (buffer_heads_over_limit && is_highmem(zone));
3244         if (!lowmem_pressure && zone_balanced(zone, sc->order, false,
3245                                                 balance_gap, classzone_idx))
3246                 return true;
3247
3248         shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx);
3249         shrink_slab_lmk(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone), NULL,
3250                         sc->nr_scanned, lru_pages);
3251
3252         clear_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
3253
3254         /*
3255          * If a zone reaches its high watermark, consider it to be no longer
3256          * congested. It's possible there are dirty pages backed by congested
3257          * BDIs but as pressure is relieved, speculatively avoid congestion
3258          * waits.
3259          */
3260         if (zone_reclaimable(zone) &&
3261             zone_balanced(zone, sc->order, false, 0, classzone_idx)) {
3262                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3263                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3264         }
3265
3266         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3267 }
3268
3269 /*
3270  * For kswapd, balance_pgdat() will work across all this node's zones until
3271  * they are all at high_wmark_pages(zone).
3272  *
3273  * Returns the highest zone idx kswapd was reclaiming at
3274  *
3275  * There is special handling here for zones which are full of pinned pages.
3276  * This can happen if the pages are all mlocked, or if they are all used by
3277  * device drivers (say, ZONE_DMA).  Or if they are all in use by hugetlb.
3278  * What we do is to detect the case where all pages in the zone have been
3279  * scanned twice and there has been zero successful reclaim.  Mark the zone as
3280  * dead and from now on, only perform a short scan.  Basically we're polling
3281  * the zone for when the problem goes away.
3282  *
3283  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3284  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3285  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), we scan that zone and the
3286  * lower zones regardless of the number of free pages in the lower zones. This
3287  * interoperates with the page allocator fallback scheme to ensure that aging
3288  * of pages is balanced across the zones.
3289  */
3290 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3291 {
3292         int i;
3293         int end_zone = 0;       /* Inclusive.  0 = ZONE_DMA */
3294         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3295         unsigned long nr_soft_scanned;
3296         struct scan_control sc = {
3297                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3298                 .order = order,
3299                 .priority = DEF_PRIORITY,
3300                 .may_writepage = !laptop_mode,
3301                 .may_unmap = 1,
3302                 .may_swap = 1,
3303         };
3304         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3305
3306         do {
3307                 bool raise_priority = true;
3308                 unsigned long lru_pages = 0;
3309
3310                 sc.nr_reclaimed = 0;
3311
3312                 /*
3313                  * Scan in the highmem->dma direction for the highest
3314                  * zone which needs scanning
3315                  */
3316                 for (i = pgdat->nr_zones - 1; i >= 0; i--) {
3317                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3318
3319                         if (!populated_zone(zone))
3320                                 continue;
3321
3322                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3323                             !zone_reclaimable(zone))
3324                                 continue;
3325
3326                         /*
3327                          * Do some background aging of the anon list, to give
3328                          * pages a chance to be referenced before reclaiming.
3329                          */
3330                         age_active_anon(zone, &sc);
3331
3332                         /*
3333                          * If the number of buffer_heads in the machine
3334                          * exceeds the maximum allowed level and this node
3335                          * has a highmem zone, force kswapd to reclaim from
3336                          * it to relieve lowmem pressure.
3337                          */
3338                         if (buffer_heads_over_limit && is_highmem_idx(i)) {
3339                                 end_zone = i;
3340                                 break;
3341                         }
3342
3343                         if (!zone_balanced(zone, order, false, 0, 0)) {
3344                                 end_zone = i;
3345                                 break;
3346                         } else {
3347                                 /*
3348                                  * If balanced, clear the dirty and congested
3349                                  * flags
3350                                  */
3351                                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3352                                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3353                         }
3354                 }
3355
3356                 if (i < 0)
3357                         goto out;
3358
3359                 /*
3360                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3361                  * even in laptop mode.
3362                  */
3363                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3364                         sc.may_writepage = 1;
3365
3366                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3367                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3368
3369                         if (!populated_zone(zone))
3370                                 continue;
3371
3372                         lru_pages += zone_reclaimable_pages(zone);
3373                 }
3374
3375                 /*
3376                  * Now scan the zone in the dma->highmem direction, stopping
3377                  * at the last zone which needs scanning.
3378                  *
3379                  * We do this because the page allocator works in the opposite
3380                  * direction.  This prevents the page allocator from allocating
3381                  * pages behind kswapd's direction of progress, which would
3382                  * cause too much scanning of the lower zones.
3383                  */
3384                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3385                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3386
3387                         if (!populated_zone(zone))
3388                                 continue;
3389
3390                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3391                             !zone_reclaimable(zone))
3392                                 continue;
3393
3394                         sc.nr_scanned = 0;
3395
3396                         nr_soft_scanned = 0;
3397                         /*
3398                          * Call soft limit reclaim before calling shrink_zone.
3399                          */
3400                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
3401                                                         order, sc.gfp_mask,
3402                                                         &nr_soft_scanned);
3403                         sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3404
3405                         /*
3406                          * There should be no need to raise the scanning
3407                          * priority if enough pages are already being scanned
3408                          * that that high watermark would be met at 100%
3409                          * efficiency.
3410                          */
3411                         if (kswapd_shrink_zone(zone, end_zone, &sc, lru_pages))
3412                                 raise_priority = false;
3413                 }
3414
3415                 /*
3416                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3417                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3418                  * able to safely make forward progress. Wake them
3419                  */
3420                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3421                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3422                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3423
3424                 /* Check if kswapd should be suspending */
3425                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3426                         break;
3427
3428                 /*
3429                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3430                  * progress in reclaiming pages
3431                  */
3432                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3433                         sc.priority--;
3434         } while (sc.priority >= 1 &&
3435                         !pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx));
3436
3437 out:
3438         /*
3439          * Return the highest zone idx we were reclaiming at so
3440          * prepare_kswapd_sleep() makes the same decisions as here.
3441          */
3442         return end_zone;
3443 }
3444
3445 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int order,
3446                                 int classzone_idx, int balanced_classzone_idx)
3447 {
3448         long remaining = 0;
3449         DEFINE_WAIT(wait);
3450
3451         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3452                 return;
3453
3454         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3455
3456         /* Try to sleep for a short interval */
3457         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining,
3458                                                 balanced_classzone_idx)) {
3459                 /*
3460                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3461                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3462                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3463                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3464                  */
3465                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3466
3467                 /*
3468                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3469                  * allocation of the requested order possible.
3470                  */
3471                 wakeup_kcompactd(pgdat, order, classzone_idx);
3472
3473                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3474                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3475                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3476         }
3477
3478         /*
3479          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3480          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3481          */
3482         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining,
3483                                                 balanced_classzone_idx)) {
3484                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3485
3486                 /*
3487                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3488                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3489                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3490                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3491                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3492                  * them before going back to sleep.
3493                  */
3494                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3495
3496                 if (!kthread_should_stop())
3497                         schedule();
3498
3499                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3500         } else {
3501                 if (remaining)
3502                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3503                 else
3504                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3505         }
3506         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3507 }
3508
3509 /*
3510  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3511  * from the init process.
3512  *
3513  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3514  * free memory available even if there is no other activity
3515  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3516  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3517  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3518  *
3519  * If there are applications that are active memory-allocators
3520  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3521  */
3522 static int kswapd(void *p)
3523 {
3524         unsigned long order, new_order;
3525         int classzone_idx, new_classzone_idx;
3526         int balanced_classzone_idx;
3527         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3528         struct task_struct *tsk = current;
3529
3530         struct reclaim_state reclaim_state = {
3531                 .reclaimed_slab = 0,
3532         };
3533         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3534
3535         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3536
3537         if (kswapd_cpu_mask == NULL && !cpumask_empty(cpumask))
3538                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3539         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3540
3541         /*
3542          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3543          * and that if we need more memory we should get access to it
3544          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3545          * never get caught in the normal page freeing logic.
3546          *
3547          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3548          * you need a small amount of memory in order to be able to
3549          * page out something else, and this flag essentially protects
3550          * us from recursively trying to free more memory as we're
3551          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3552          */
3553         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3554         set_freezable();
3555
3556         order = new_order = 0;
3557         classzone_idx = new_classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3558         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3559         for ( ; ; ) {
3560                 bool ret;
3561
3562                 /*
3563                  * While we were reclaiming, there might have been another
3564                  * wakeup, so check the values.
3565                  */
3566                 new_order = pgdat->kswapd_max_order;
3567                 new_classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3568                 pgdat->kswapd_max_order =  0;
3569                 pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3570
3571                 if (order < new_order || classzone_idx > new_classzone_idx) {
3572                         /*
3573                          * Don't sleep if someone wants a larger 'order'
3574                          * allocation or has tigher zone constraints
3575                          */
3576                         order = new_order;
3577                         classzone_idx = new_classzone_idx;
3578                 } else {
3579                         kswapd_try_to_sleep(pgdat, order, classzone_idx,
3580                                                 balanced_classzone_idx);
3581                         order = pgdat->kswapd_max_order;
3582                         classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3583                         new_order = order;
3584                         new_classzone_idx = classzone_idx;
3585                         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3586                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3587                 }
3588
3589                 ret = try_to_freeze();
3590                 if (kthread_should_stop())
3591                         break;
3592
3593                 /*
3594                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3595                  * after returning from the refrigerator
3596                  */
3597                 if (!ret) {
3598                         trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, order);
3599                         balanced_classzone_idx = balance_pgdat(pgdat, order,
3600                                                                 classzone_idx);
3601                 }
3602         }
3603
3604         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3605         current->reclaim_state = NULL;
3606         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3607
3608         return 0;
3609 }
3610
3611 /*
3612  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3613  */
3614 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3615 {
3616         pg_data_t *pgdat;
3617
3618         if (!populated_zone(zone))
3619                 return;
3620
3621         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3622                 return;
3623         pgdat = zone->zone_pgdat;
3624         if (pgdat->kswapd_max_order < order) {
3625                 pgdat->kswapd_max_order = order;
3626                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx, classzone_idx);
3627         }
3628         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3629                 return;
3630         if (zone_balanced(zone, order, true, 0, 0))
3631                 return;
3632
3633         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3634         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3635 }
3636
3637 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3638 /*
3639  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3640  * freed pages.
3641  *
3642  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3643  * LRU order by reclaiming preferentially
3644  * inactive > active > active referenced > active mapped
3645  */
3646 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3647 {
3648         struct reclaim_state reclaim_state;
3649         struct scan_control sc = {
3650                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3651                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3652                 .priority = DEF_PRIORITY,
3653                 .may_writepage = 1,
3654                 .may_unmap = 1,
3655                 .may_swap = 1,
3656                 .hibernation_mode = 1,
3657         };
3658         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3659         struct task_struct *p = current;
3660         unsigned long nr_reclaimed;
3661
3662         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3663         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3664         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3665         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3666
3667         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3668
3669         p->reclaim_state = NULL;
3670         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3671         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3672
3673         return nr_reclaimed;
3674 }
3675 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3676
3677 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3678    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3679    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3680    restore their cpu bindings. */
3681 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3682                         void *hcpu)
3683 {
3684         int nid;
3685
3686         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3687                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3688                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3689                         const struct cpumask *mask;
3690
3691                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3692
3693                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3694                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3695                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3696                 }
3697         }
3698         return NOTIFY_OK;
3699 }
3700
3701 static int set_kswapd_cpu_mask(pg_data_t *pgdat)
3702 {
3703         int ret = 0;
3704         cpumask_t tmask;
3705
3706         if (!kswapd_cpu_mask)
3707                 return 0;
3708
3709         cpumask_clear(&tmask);
3710         ret = cpumask_parse(kswapd_cpu_mask, &tmask);
3711         if (ret)
3712                 return ret;
3713
3714         return set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, &tmask);
3715 }
3716
3717 /*
3718  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3719  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3720  */
3721 int kswapd_run(int nid)
3722 {
3723         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3724         int ret = 0;
3725
3726         if (pgdat->kswapd)
3727                 return 0;
3728
3729         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3730         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3731                 /* failure at boot is fatal */
3732                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3733                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3734                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3735                 pgdat->kswapd = NULL;
3736         } else if (kswapd_cpu_mask) {
3737                 if (set_kswapd_cpu_mask(pgdat))
3738                         pr_warn("error setting kswapd cpu affinity mask\n");
3739         }
3740         return ret;
3741 }
3742
3743 /*
3744  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3745  * hold mem_hotplug_begin/end().
3746  */
3747 void kswapd_stop(int nid)
3748 {
3749         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3750
3751         if (kswapd) {
3752                 kthread_stop(kswapd);
3753                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3754         }
3755 }
3756
3757 static int __init kswapd_init(void)
3758 {
3759         int nid;
3760
3761         swap_setup();
3762         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3763                 kswapd_run(nid);
3764         if (kswapd_cpu_mask == NULL)
3765                 hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3766         return 0;
3767 }
3768
3769 module_init(kswapd_init)
3770
3771 #ifdef CONFIG_NUMA
3772 /*
3773  * Zone reclaim mode
3774  *
3775  * If non-zero call zone_reclaim when the number of free pages falls below
3776  * the watermarks.
3777  */
3778 int zone_reclaim_mode __read_mostly;
3779
3780 #define RECLAIM_OFF 0
3781 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3782 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3783 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3784
3785 /*
3786  * Priority for ZONE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3787  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3788  * a zone.
3789  */
3790 #define ZONE_RECLAIM_PRIORITY 4
3791
3792 /*
3793  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for zone_reclaim to
3794  * occur.
3795  */
3796 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3797
3798 /*
3799  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3800  * slab reclaim needs to occur.
3801  */
3802 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3803
3804 static inline unsigned long zone_unmapped_file_pages(struct zone *zone)
3805 {
3806         unsigned long file_mapped = zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED);
3807         unsigned long file_lru = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
3808                 zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE);
3809
3810         /*
3811          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3812          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3813          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3814          */
3815         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3816 }
3817
3818 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3819 static unsigned long zone_pagecache_reclaimable(struct zone *zone)
3820 {
3821         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3822         unsigned long delta = 0;
3823
3824         /*
3825          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3826          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3827          * pages like swapcache and zone_unmapped_file_pages() provides
3828          * a better estimate
3829          */
3830         if (zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3831                 nr_pagecache_reclaimable = zone_page_state(zone, NR_FILE_PAGES);
3832         else
3833                 nr_pagecache_reclaimable = zone_unmapped_file_pages(zone);
3834
3835         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3836         if (!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3837                 delta += zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY);
3838
3839         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3840         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3841                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3842
3843         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3844 }
3845
3846 /*
3847  * Try to free up some pages from this zone through reclaim.
3848  */
3849 static int __zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3850 {
3851         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3852         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3853         struct task_struct *p = current;
3854         struct reclaim_state reclaim_state;
3855         struct scan_control sc = {
3856                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3857                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3858                 .order = order,
3859                 .priority = ZONE_RECLAIM_PRIORITY,
3860                 .may_writepage = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3861                 .may_unmap = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3862                 .may_swap = 1,
3863         };
3864
3865         cond_resched();
3866         /*
3867          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3868          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3869          * and RECLAIM_UNMAP.
3870          */
3871         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3872         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3873         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3874         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3875
3876         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) > zone->min_unmapped_pages) {
3877                 /*
3878                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3879                  * priorities until we have enough memory freed.
3880                  */
3881                 do {
3882                         shrink_zone(zone, &sc, true);
3883                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3884         }
3885
3886         p->reclaim_state = NULL;
3887         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3888         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3889         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3890 }
3891
3892 int zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3893 {
3894         int node_id;
3895         int ret;
3896
3897         /*
3898          * Zone reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3899          * slab pages if we are over the defined limits.
3900          *
3901          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3902          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3903          * thrown out if the zone is overallocated. So we do not reclaim
3904          * if less than a specified percentage of the zone is used by
3905          * unmapped file backed pages.
3906          */
3907         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) <= zone->min_unmapped_pages &&
3908             zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= zone->min_slab_pages)
3909                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3910
3911         if (!zone_reclaimable(zone))
3912                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3913
3914         /*
3915          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3916          */
3917         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3918                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3919
3920         /*
3921          * Only run zone reclaim on the local zone or on zones that do not
3922          * have associated processors. This will favor the local processor
3923          * over remote processors and spread off node memory allocations
3924          * as wide as possible.
3925          */
3926         node_id = zone_to_nid(zone);
3927         if (node_state(node_id, N_CPU) && node_id != numa_node_id())
3928                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3929
3930         if (test_and_set_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags))
3931                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3932
3933         ret = __zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
3934         clear_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
3935
3936         if (!ret)
3937                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3938
3939         return ret;
3940 }
3941 #endif
3942
3943 /*
3944  * page_evictable - test whether a page is evictable
3945  * @page: the page to test
3946  *
3947  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3948  * lists vs unevictable list.
3949  *
3950  * Reasons page might not be evictable:
3951  * (1) page's mapping marked unevictable
3952  * (2) page is part of an mlocked VMA
3953  *
3954  */
3955 int page_evictable(struct page *page)
3956 {
3957         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3958 }
3959
3960 #ifdef CONFIG_SHMEM
3961 /**
3962  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3963  * @pages:      array of pages to check
3964  * @nr_pages:   number of pages to check
3965  *
3966  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3967  *
3968  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3969  */
3970 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3971 {
3972         struct lruvec *lruvec;
3973         struct zone *zone = NULL;
3974         int pgscanned = 0;
3975         int pgrescued = 0;
3976         int i;
3977
3978         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3979                 struct page *page = pages[i];
3980                 struct zone *pagezone;
3981
3982                 pgscanned++;
3983                 pagezone = page_zone(page);
3984                 if (pagezone != zone) {
3985                         if (zone)
3986                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3987                         zone = pagezone;
3988                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
3989                 }
3990                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
3991
3992                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3993                         continue;
3994
3995                 if (page_evictable(page)) {
3996                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3997
3998                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3999                         ClearPageUnevictable(page);
4000                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
4001                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
4002                         pgrescued++;
4003                 }
4004         }
4005
4006         if (zone) {
4007                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
4008                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
4009                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
4010         }
4011 }
4012 #endif /* CONFIG_SHMEM */