OSDN Git Service

mm,vmscan: Make unregister_shrinker() no-op if register_shrinker() failed.
[android-x86/kernel.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49 #include <linux/dax.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/balloon_compaction.h>
56
57 #include "internal.h"
58
59 #define CREATE_TRACE_POINTS
60 #include <trace/events/vmscan.h>
61
62 struct scan_control {
63         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
64         unsigned long nr_to_reclaim;
65
66         /* This context's GFP mask */
67         gfp_t gfp_mask;
68
69         /* Allocation order */
70         int order;
71
72         /*
73          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
74          * are scanned.
75          */
76         nodemask_t      *nodemask;
77
78         /*
79          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
80          * primary target of this reclaim invocation.
81          */
82         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
83
84         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
85         int priority;
86
87         /* The highest zone to isolate pages for reclaim from */
88         enum zone_type reclaim_idx;
89
90         unsigned int may_writepage:1;
91
92         /* Can mapped pages be reclaimed? */
93         unsigned int may_unmap:1;
94
95         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
96         unsigned int may_swap:1;
97
98         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
99         unsigned int may_thrash:1;
100
101         unsigned int hibernation_mode:1;
102
103         /* One of the zones is ready for compaction */
104         unsigned int compaction_ready:1;
105
106         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
107         unsigned long nr_scanned;
108
109         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
110         unsigned long nr_reclaimed;
111 };
112
113 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
114 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
115         do {                                                            \
116                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
117                         struct page *prev;                              \
118                                                                         \
119                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
120                         prefetch(&prev->_field);                        \
121                 }                                                       \
122         } while (0)
123 #else
124 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
125 #endif
126
127 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
128 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
129         do {                                                            \
130                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
131                         struct page *prev;                              \
132                                                                         \
133                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
134                         prefetchw(&prev->_field);                       \
135                 }                                                       \
136         } while (0)
137 #else
138 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
139 #endif
140
141 /*
142  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
143  */
144 int vm_swappiness = 60;
145 /*
146  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
147  * zones.
148  */
149 unsigned long vm_total_pages;
150
151 static LIST_HEAD(shrinker_list);
152 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
153
154 #ifdef CONFIG_MEMCG
155 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
156 {
157         return !sc->target_mem_cgroup;
158 }
159
160 /**
161  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
162  * @sc: scan_control in question
163  *
164  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
165  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
166  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
167  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
168  * allocation and configurability.
169  *
170  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
171  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
172  */
173 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
174 {
175         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
176
177         if (!memcg)
178                 return true;
179 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
180         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
181                 return true;
182 #endif
183         return false;
184 }
185 #else
186 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
187 {
188         return true;
189 }
190
191 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
192 {
193         return true;
194 }
195 #endif
196
197 /*
198  * This misses isolated pages which are not accounted for to save counters.
199  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
200  * not expected that isolated pages will be a dominating factor.
201  */
202 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
203 {
204         unsigned long nr;
205
206         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
207                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
208         if (get_nr_swap_pages() > 0)
209                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
210                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
211
212         return nr;
213 }
214
215 unsigned long pgdat_reclaimable_pages(struct pglist_data *pgdat)
216 {
217         unsigned long nr;
218
219         nr = node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
220              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
221              node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
222
223         if (get_nr_swap_pages() > 0)
224                 nr += node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ACTIVE_ANON) +
225                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_INACTIVE_ANON) +
226                       node_page_state_snapshot(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
227
228         return nr;
229 }
230
231 bool pgdat_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         return node_page_state_snapshot(pgdat, NR_PAGES_SCANNED) <
234                 pgdat_reclaimable_pages(pgdat) * 6;
235 }
236
237 /**
238  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
239  * @lruvec: lru vector
240  * @lru: lru to use
241  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES for the whole LRU list)
242  */
243 unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru, int zone_idx)
244 {
245         unsigned long lru_size;
246         int zid;
247
248         if (!mem_cgroup_disabled())
249                 lru_size = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
250         else
251                 lru_size = node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
252
253         for (zid = zone_idx + 1; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
254                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
255                 unsigned long size;
256
257                 if (!managed_zone(zone))
258                         continue;
259
260                 if (!mem_cgroup_disabled())
261                         size = mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
262                 else
263                         size = zone_page_state(&lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid],
264                                        NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
265                 lru_size -= min(size, lru_size);
266         }
267
268         return lru_size;
269
270 }
271
272 /*
273  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
274  */
275 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
276 {
277         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
278
279         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
280                 size *= nr_node_ids;
281
282         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
283         if (!shrinker->nr_deferred)
284                 return -ENOMEM;
285
286         down_write(&shrinker_rwsem);
287         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
288         up_write(&shrinker_rwsem);
289         return 0;
290 }
291 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
292
293 /*
294  * Remove one
295  */
296 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
297 {
298         if (!shrinker->nr_deferred)
299                 return;
300         down_write(&shrinker_rwsem);
301         list_del(&shrinker->list);
302         up_write(&shrinker_rwsem);
303         kfree(shrinker->nr_deferred);
304         shrinker->nr_deferred = NULL;
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
307
308 #define SHRINK_BATCH 128
309
310 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
311                                     struct shrinker *shrinker,
312                                     unsigned long nr_scanned,
313                                     unsigned long nr_eligible)
314 {
315         unsigned long freed = 0;
316         unsigned long long delta;
317         long total_scan;
318         long freeable;
319         long nr;
320         long new_nr;
321         int nid = shrinkctl->nid;
322         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
323                                           : SHRINK_BATCH;
324         long scanned = 0, next_deferred;
325
326         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
327         if (freeable == 0)
328                 return 0;
329
330         /*
331          * copy the current shrinker scan count into a local variable
332          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
333          * don't also do this scanning work.
334          */
335         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
336
337         total_scan = nr;
338         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
339         delta *= freeable;
340         do_div(delta, nr_eligible + 1);
341         total_scan += delta;
342         if (total_scan < 0) {
343                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
344                        shrinker->scan_objects, total_scan);
345                 total_scan = freeable;
346                 next_deferred = nr;
347         } else
348                 next_deferred = total_scan;
349
350         /*
351          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
352          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
353          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
354          * nr being built up so when a shrink that can do some work
355          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
356          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
357          * memory.
358          *
359          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
360          * a large delta change is calculated directly.
361          */
362         if (delta < freeable / 4)
363                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
364
365         /*
366          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
367          * never try to free more than twice the estimate number of
368          * freeable entries.
369          */
370         if (total_scan > freeable * 2)
371                 total_scan = freeable * 2;
372
373         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
374                                    nr_scanned, nr_eligible,
375                                    freeable, delta, total_scan);
376
377         /*
378          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
379          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
380          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
381          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
382          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
383          * objects spread over several slabs with usage less than the
384          * batch_size.
385          *
386          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
387          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
388          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
389          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
390          * possible.
391          */
392         while (total_scan >= batch_size ||
393                total_scan >= freeable) {
394                 unsigned long ret;
395                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
396
397                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
398                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
399                 if (ret == SHRINK_STOP)
400                         break;
401                 freed += ret;
402
403                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
404                 total_scan -= nr_to_scan;
405                 scanned += nr_to_scan;
406
407                 cond_resched();
408         }
409
410         if (next_deferred >= scanned)
411                 next_deferred -= scanned;
412         else
413                 next_deferred = 0;
414         /*
415          * move the unused scan count back into the shrinker in a
416          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
417          * scan, there is no need to do an update.
418          */
419         if (next_deferred > 0)
420                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
421                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
422         else
423                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
424
425         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
426         return freed;
427 }
428
429 /**
430  * shrink_slab - shrink slab caches
431  * @gfp_mask: allocation context
432  * @nid: node whose slab caches to target
433  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
434  * @nr_scanned: pressure numerator
435  * @nr_eligible: pressure denominator
436  *
437  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
438  *
439  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
440  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
441  *
442  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
443  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
444  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
445  * shrinkers are called.
446  *
447  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
448  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
449  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
450  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
451  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
452  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
453  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
454  *
455  * Returns the number of reclaimed slab objects.
456  */
457 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
458                                  struct mem_cgroup *memcg,
459                                  unsigned long nr_scanned,
460                                  unsigned long nr_eligible)
461 {
462         struct shrinker *shrinker;
463         unsigned long freed = 0;
464
465         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
466                 return 0;
467
468         if (nr_scanned == 0)
469                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
470
471         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
472                 /*
473                  * If we would return 0, our callers would understand that we
474                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
475                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
476                  * time.
477                  */
478                 freed = 1;
479                 goto out;
480         }
481
482         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
483                 struct shrink_control sc = {
484                         .gfp_mask = gfp_mask,
485                         .nid = nid,
486                         .memcg = memcg,
487                 };
488
489                 /*
490                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
491                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
492                  * passing NULL for memcg.
493                  */
494                 if (memcg_kmem_enabled() &&
495                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
496                         continue;
497
498                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
499                         sc.nid = 0;
500
501                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
502         }
503
504         up_read(&shrinker_rwsem);
505 out:
506         cond_resched();
507         return freed;
508 }
509
510 void drop_slab_node(int nid)
511 {
512         unsigned long freed;
513
514         do {
515                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
516
517                 freed = 0;
518                 do {
519                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
520                                              1000, 1000);
521                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
522         } while (freed > 10);
523 }
524
525 void drop_slab(void)
526 {
527         int nid;
528
529         for_each_online_node(nid)
530                 drop_slab_node(nid);
531 }
532
533 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
534 {
535         /*
536          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
537          * that isolated the page, the page cache radix tree and
538          * optional buffer heads at page->private.
539          */
540         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
541 }
542
543 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
544 {
545         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
546                 return 1;
547         if (!inode_write_congested(inode))
548                 return 1;
549         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
550                 return 1;
551         return 0;
552 }
553
554 /*
555  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
556  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
557  * fsync(), msync() or close().
558  *
559  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
560  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
561  * that page is locked, the mapping is pinned.
562  *
563  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
564  * __GFP_FS.
565  */
566 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
567                                 struct page *page, int error)
568 {
569         lock_page(page);
570         if (page_mapping(page) == mapping)
571                 mapping_set_error(mapping, error);
572         unlock_page(page);
573 }
574
575 /* possible outcome of pageout() */
576 typedef enum {
577         /* failed to write page out, page is locked */
578         PAGE_KEEP,
579         /* move page to the active list, page is locked */
580         PAGE_ACTIVATE,
581         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
582         PAGE_SUCCESS,
583         /* page is clean and locked */
584         PAGE_CLEAN,
585 } pageout_t;
586
587 /*
588  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
589  * Calls ->writepage().
590  */
591 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
592                          struct scan_control *sc)
593 {
594         /*
595          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
596          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
597          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
598          * stalls if we need to run get_block().  We could test
599          * PagePrivate for that.
600          *
601          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
602          * this page's queue, we can perform writeback even if that
603          * will block.
604          *
605          * If the page is swapcache, write it back even if that would
606          * block, for some throttling. This happens by accident, because
607          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
608          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
609          */
610         if (!is_page_cache_freeable(page))
611                 return PAGE_KEEP;
612         if (!mapping) {
613                 /*
614                  * Some data journaling orphaned pages can have
615                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
616                  */
617                 if (page_has_private(page)) {
618                         if (try_to_free_buffers(page)) {
619                                 ClearPageDirty(page);
620                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
621                                 return PAGE_CLEAN;
622                         }
623                 }
624                 return PAGE_KEEP;
625         }
626         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
627                 return PAGE_ACTIVATE;
628         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
629                 return PAGE_KEEP;
630
631         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
632                 int res;
633                 struct writeback_control wbc = {
634                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
635                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
636                         .range_start = 0,
637                         .range_end = LLONG_MAX,
638                         .for_reclaim = 1,
639                 };
640
641                 SetPageReclaim(page);
642                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
643                 if (res < 0)
644                         handle_write_error(mapping, page, res);
645                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
646                         ClearPageReclaim(page);
647                         return PAGE_ACTIVATE;
648                 }
649
650                 if (!PageWriteback(page)) {
651                         /* synchronous write or broken a_ops? */
652                         ClearPageReclaim(page);
653                 }
654                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
655                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
656                 return PAGE_SUCCESS;
657         }
658
659         return PAGE_CLEAN;
660 }
661
662 /*
663  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
664  * gets returned with a refcount of 0.
665  */
666 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
667                             bool reclaimed)
668 {
669         unsigned long flags;
670
671         BUG_ON(!PageLocked(page));
672         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
673
674         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
675         /*
676          * The non racy check for a busy page.
677          *
678          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
679          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
680          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
681          * here, then the following race may occur:
682          *
683          * get_user_pages(&page);
684          * [user mapping goes away]
685          * write_to(page);
686          *                              !PageDirty(page)    [good]
687          * SetPageDirty(page);
688          * put_page(page);
689          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
690          *
691          * [oops, our write_to data is lost]
692          *
693          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
694          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
695          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
696          *
697          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
698          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
699          */
700         if (!page_ref_freeze(page, 2))
701                 goto cannot_free;
702         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
703         if (unlikely(PageDirty(page))) {
704                 page_ref_unfreeze(page, 2);
705                 goto cannot_free;
706         }
707
708         if (PageSwapCache(page)) {
709                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
710                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
711                 __delete_from_swap_cache(page);
712                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
713                 swapcache_free(swap);
714         } else {
715                 void (*freepage)(struct page *);
716                 void *shadow = NULL;
717
718                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
719                 /*
720                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
721                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
722                  *
723                  * But don't store shadows in an address space that is
724                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
725                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
726                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
727                  * back.
728                  *
729                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
730                  * only page cache pages found in these are zero pages
731                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
732                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
733                  * same page_tree.
734                  */
735                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
736                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
737                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
738                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
739                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
740
741                 if (freepage != NULL)
742                         freepage(page);
743         }
744
745         return 1;
746
747 cannot_free:
748         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
749         return 0;
750 }
751
752 /*
753  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
754  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
755  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
756  * this page.
757  */
758 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
759 {
760         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
761                 /*
762                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
763                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
764                  * atomic operation.
765                  */
766                 page_ref_unfreeze(page, 1);
767                 return 1;
768         }
769         return 0;
770 }
771
772 /**
773  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
774  * @page: page to be put back to appropriate lru list
775  *
776  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
777  * Page may still be unevictable for other reasons.
778  *
779  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
780  */
781 void putback_lru_page(struct page *page)
782 {
783         bool is_unevictable;
784         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
785
786         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
787
788 redo:
789         ClearPageUnevictable(page);
790
791         if (page_evictable(page)) {
792                 /*
793                  * For evictable pages, we can use the cache.
794                  * In event of a race, worst case is we end up with an
795                  * unevictable page on [in]active list.
796                  * We know how to handle that.
797                  */
798                 is_unevictable = false;
799                 lru_cache_add(page);
800         } else {
801                 /*
802                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
803                  * list.
804                  */
805                 is_unevictable = true;
806                 add_page_to_unevictable_list(page);
807                 /*
808                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
809                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
810                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
811                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
812                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
813                  * the page back to the evictable list.
814                  *
815                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
816                  */
817                 smp_mb();
818         }
819
820         /*
821          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
822          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
823          * check after we added it to the list, again.
824          */
825         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
826                 if (!isolate_lru_page(page)) {
827                         put_page(page);
828                         goto redo;
829                 }
830                 /* This means someone else dropped this page from LRU
831                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
832                  * nothing to do here.
833                  */
834         }
835
836         if (was_unevictable && !is_unevictable)
837                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
838         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
839                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
840
841         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
842 }
843
844 enum page_references {
845         PAGEREF_RECLAIM,
846         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
847         PAGEREF_KEEP,
848         PAGEREF_ACTIVATE,
849 };
850
851 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
852                                                   struct scan_control *sc)
853 {
854         int referenced_ptes, referenced_page;
855         unsigned long vm_flags;
856
857         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
858                                           &vm_flags);
859         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
860
861         /*
862          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
863          * move the page to the unevictable list.
864          */
865         if (vm_flags & VM_LOCKED)
866                 return PAGEREF_RECLAIM;
867
868         if (referenced_ptes) {
869                 if (PageSwapBacked(page))
870                         return PAGEREF_ACTIVATE;
871                 /*
872                  * All mapped pages start out with page table
873                  * references from the instantiating fault, so we need
874                  * to look twice if a mapped file page is used more
875                  * than once.
876                  *
877                  * Mark it and spare it for another trip around the
878                  * inactive list.  Another page table reference will
879                  * lead to its activation.
880                  *
881                  * Note: the mark is set for activated pages as well
882                  * so that recently deactivated but used pages are
883                  * quickly recovered.
884                  */
885                 SetPageReferenced(page);
886
887                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
888                         return PAGEREF_ACTIVATE;
889
890                 /*
891                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
892                  */
893                 if (vm_flags & VM_EXEC)
894                         return PAGEREF_ACTIVATE;
895
896                 return PAGEREF_KEEP;
897         }
898
899         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
900         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
901                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
902
903         return PAGEREF_RECLAIM;
904 }
905
906 /* Check if a page is dirty or under writeback */
907 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
908                                        bool *dirty, bool *writeback)
909 {
910         struct address_space *mapping;
911
912         /*
913          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
914          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
915          */
916         if (!page_is_file_cache(page)) {
917                 *dirty = false;
918                 *writeback = false;
919                 return;
920         }
921
922         /* By default assume that the page flags are accurate */
923         *dirty = PageDirty(page);
924         *writeback = PageWriteback(page);
925
926         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
927         if (!page_has_private(page))
928                 return;
929
930         mapping = page_mapping(page);
931         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
932                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
933 }
934
935 /*
936  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
937  */
938 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
939                                       struct pglist_data *pgdat,
940                                       struct scan_control *sc,
941                                       enum ttu_flags ttu_flags,
942                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
943                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
944                                       unsigned long *ret_nr_congested,
945                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
946                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
947                                       bool force_reclaim)
948 {
949         LIST_HEAD(ret_pages);
950         LIST_HEAD(free_pages);
951         int pgactivate = 0;
952         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
953         unsigned long nr_dirty = 0;
954         unsigned long nr_congested = 0;
955         unsigned long nr_reclaimed = 0;
956         unsigned long nr_writeback = 0;
957         unsigned long nr_immediate = 0;
958
959         cond_resched();
960
961         while (!list_empty(page_list)) {
962                 struct address_space *mapping;
963                 struct page *page;
964                 int may_enter_fs;
965                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
966                 bool dirty, writeback;
967                 bool lazyfree = false;
968                 int ret = SWAP_SUCCESS;
969
970                 cond_resched();
971
972                 page = lru_to_page(page_list);
973                 list_del(&page->lru);
974
975                 if (!trylock_page(page))
976                         goto keep;
977
978                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
979
980                 sc->nr_scanned++;
981
982                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
983                         goto cull_mlocked;
984
985                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
986                         goto keep_locked;
987
988                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
989                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
990                         sc->nr_scanned++;
991
992                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
993                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
994
995                 /*
996                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
997                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
998                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
999                  * is all dirty unqueued pages.
1000                  */
1001                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
1002                 if (dirty || writeback)
1003                         nr_dirty++;
1004
1005                 if (dirty && !writeback)
1006                         nr_unqueued_dirty++;
1007
1008                 /*
1009                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1010                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1011                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1012                  * end of the LRU a second time.
1013                  */
1014                 mapping = page_mapping(page);
1015                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1016                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1017                     (writeback && PageReclaim(page)))
1018                         nr_congested++;
1019
1020                 /*
1021                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1022                  * are three cases to consider.
1023                  *
1024                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1025                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1026                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1027                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1028                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1029                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1030                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1031                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1032                  *    caller can stall after page list has been processed.
1033                  *
1034                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1035                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1036                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1037                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1038                  *    reclaim and continue scanning.
1039                  *
1040                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1041                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1042                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1043                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1044                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1045                  *    would probably show more reasons.
1046                  *
1047                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1048                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1049                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1050                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1051                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1052                  */
1053                 if (PageWriteback(page)) {
1054                         /* Case 1 above */
1055                         if (current_is_kswapd() &&
1056                             PageReclaim(page) &&
1057                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1058                                 nr_immediate++;
1059                                 goto keep_locked;
1060
1061                         /* Case 2 above */
1062                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1063                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1064                                 /*
1065                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1066                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1067                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1068                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1069                                  * enough to care.  What we do want is for this
1070                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1071                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1072                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1073                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1074                                  */
1075                                 SetPageReclaim(page);
1076                                 nr_writeback++;
1077                                 goto keep_locked;
1078
1079                         /* Case 3 above */
1080                         } else {
1081                                 unlock_page(page);
1082                                 wait_on_page_writeback(page);
1083                                 /* then go back and try same page again */
1084                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1085                                 continue;
1086                         }
1087                 }
1088
1089                 if (!force_reclaim)
1090                         references = page_check_references(page, sc);
1091
1092                 switch (references) {
1093                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1094                         goto activate_locked;
1095                 case PAGEREF_KEEP:
1096                         goto keep_locked;
1097                 case PAGEREF_RECLAIM:
1098                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1099                         ; /* try to reclaim the page below */
1100                 }
1101
1102                 /*
1103                  * Anonymous process memory has backing store?
1104                  * Try to allocate it some swap space here.
1105                  */
1106                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1107                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1108                                 goto keep_locked;
1109                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1110                                 goto activate_locked;
1111                         lazyfree = true;
1112                         may_enter_fs = 1;
1113
1114                         /* Adding to swap updated mapping */
1115                         mapping = page_mapping(page);
1116                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1117                         /* Split file THP */
1118                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1119                                 goto keep_locked;
1120                 }
1121
1122                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1123
1124                 /*
1125                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1126                  * processes. Try to unmap it here.
1127                  */
1128                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1129                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1130                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1131                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1132                         case SWAP_FAIL:
1133                                 goto activate_locked;
1134                         case SWAP_AGAIN:
1135                                 goto keep_locked;
1136                         case SWAP_MLOCK:
1137                                 goto cull_mlocked;
1138                         case SWAP_LZFREE:
1139                                 goto lazyfree;
1140                         case SWAP_SUCCESS:
1141                                 ; /* try to free the page below */
1142                         }
1143                 }
1144
1145                 if (PageDirty(page)) {
1146                         /*
1147                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1148                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1149                          * if many dirty pages have been encountered.
1150                          */
1151                         if (page_is_file_cache(page) &&
1152                                         (!current_is_kswapd() ||
1153                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1154                                 /*
1155                                  * Immediately reclaim when written back.
1156                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1157                                  * except we already have the page isolated
1158                                  * and know it's dirty
1159                                  */
1160                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1161                                 SetPageReclaim(page);
1162
1163                                 goto keep_locked;
1164                         }
1165
1166                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1167                                 goto keep_locked;
1168                         if (!may_enter_fs)
1169                                 goto keep_locked;
1170                         if (!sc->may_writepage)
1171                                 goto keep_locked;
1172
1173                         /*
1174                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1175                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1176                          * starts and then write it out here.
1177                          */
1178                         try_to_unmap_flush_dirty();
1179                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1180                         case PAGE_KEEP:
1181                                 goto keep_locked;
1182                         case PAGE_ACTIVATE:
1183                                 goto activate_locked;
1184                         case PAGE_SUCCESS:
1185                                 if (PageWriteback(page))
1186                                         goto keep;
1187                                 if (PageDirty(page))
1188                                         goto keep;
1189
1190                                 /*
1191                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1192                                  * ahead and try to reclaim the page.
1193                                  */
1194                                 if (!trylock_page(page))
1195                                         goto keep;
1196                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1197                                         goto keep_locked;
1198                                 mapping = page_mapping(page);
1199                         case PAGE_CLEAN:
1200                                 ; /* try to free the page below */
1201                         }
1202                 }
1203
1204                 /*
1205                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1206                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1207                  * the page as well.
1208                  *
1209                  * We do this even if the page is PageDirty().
1210                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1211                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1212                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1213                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1214                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1215                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1216                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1217                  *
1218                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1219                  * the pages which were not successfully invalidated in
1220                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1221                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1222                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1223                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1224                  */
1225                 if (page_has_private(page)) {
1226                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1227                                 goto activate_locked;
1228                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1229                                 unlock_page(page);
1230                                 if (put_page_testzero(page))
1231                                         goto free_it;
1232                                 else {
1233                                         /*
1234                                          * rare race with speculative reference.
1235                                          * the speculative reference will free
1236                                          * this page shortly, so we may
1237                                          * increment nr_reclaimed here (and
1238                                          * leave it off the LRU).
1239                                          */
1240                                         nr_reclaimed++;
1241                                         continue;
1242                                 }
1243                         }
1244                 }
1245
1246 lazyfree:
1247                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1248                         goto keep_locked;
1249
1250                 /*
1251                  * At this point, we have no other references and there is
1252                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1253                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1254                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1255                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1256                  */
1257                 __ClearPageLocked(page);
1258 free_it:
1259                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1260                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1261
1262                 nr_reclaimed++;
1263
1264                 /*
1265                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1266                  * appear not as the counts should be low
1267                  */
1268                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1269                 continue;
1270
1271 cull_mlocked:
1272                 if (PageSwapCache(page))
1273                         try_to_free_swap(page);
1274                 unlock_page(page);
1275                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1276                 continue;
1277
1278 activate_locked:
1279                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1280                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1281                         try_to_free_swap(page);
1282                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1283                 SetPageActive(page);
1284                 pgactivate++;
1285 keep_locked:
1286                 unlock_page(page);
1287 keep:
1288                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1289                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1290         }
1291
1292         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1293         try_to_unmap_flush();
1294         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1295
1296         list_splice(&ret_pages, page_list);
1297         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1298
1299         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1300         *ret_nr_congested += nr_congested;
1301         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1302         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1303         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1304         return nr_reclaimed;
1305 }
1306
1307 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1308                                             struct list_head *page_list)
1309 {
1310         struct scan_control sc = {
1311                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1312                 .priority = DEF_PRIORITY,
1313                 .may_unmap = 1,
1314         };
1315         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1316         struct page *page, *next;
1317         LIST_HEAD(clean_pages);
1318
1319         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1320                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1321                     !__PageMovable(page)) {
1322                         ClearPageActive(page);
1323                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1324                 }
1325         }
1326
1327         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1328                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1329                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1330         list_splice(&clean_pages, page_list);
1331         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1332         return ret;
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1337  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1338  * freed elsewhere are also ignored.
1339  *
1340  * page:        page to consider
1341  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1342  *
1343  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1344  */
1345 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1346 {
1347         int ret = -EINVAL;
1348
1349         /* Only take pages on the LRU. */
1350         if (!PageLRU(page))
1351                 return ret;
1352
1353         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1354         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1355                 return ret;
1356
1357         ret = -EBUSY;
1358
1359         /*
1360          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1361          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1362          * blocking - clean pages for the most part.
1363          *
1364          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1365          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1366          *
1367          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1368          * that it is possible to migrate without blocking
1369          */
1370         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1371                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1372                 if (PageWriteback(page))
1373                         return ret;
1374
1375                 if (PageDirty(page)) {
1376                         struct address_space *mapping;
1377
1378                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1379                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1380                                 return ret;
1381
1382                         /*
1383                          * Only pages without mappings or that have a
1384                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1385                          * without blocking
1386                          */
1387                         mapping = page_mapping(page);
1388                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1389                                 return ret;
1390                 }
1391         }
1392
1393         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1394                 return ret;
1395
1396         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1397                 /*
1398                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1399                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1400                  * page release code relies on it.
1401                  */
1402                 ClearPageLRU(page);
1403                 ret = 0;
1404         }
1405
1406         return ret;
1407 }
1408
1409
1410 /*
1411  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1412  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1413  */
1414 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1415                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1416 {
1417         int zid;
1418
1419         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1420                 if (!nr_zone_taken[zid])
1421                         continue;
1422
1423                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1424 #ifdef CONFIG_MEMCG
1425                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1426 #endif
1427         }
1428
1429 }
1430
1431 /*
1432  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1433  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1434  * and working on them outside the LRU lock.
1435  *
1436  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1437  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1438  *
1439  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1440  *
1441  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1442  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1443  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1444  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1445  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1446  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1447  * @lru:        LRU list id for isolating
1448  *
1449  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1450  */
1451 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1452                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1453                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1454                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1455 {
1456         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1457         unsigned long nr_taken = 0;
1458         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1459         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1460         unsigned long scan, nr_pages;
1461         LIST_HEAD(pages_skipped);
1462
1463         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1464                                         !list_empty(src);) {
1465                 struct page *page;
1466
1467                 page = lru_to_page(src);
1468                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1469
1470                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1471
1472                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1473                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1474                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1475                         continue;
1476                 }
1477
1478                 /*
1479                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1480                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1481                  */
1482                 scan++;
1483
1484                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1485                 case 0:
1486                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1487                         nr_taken += nr_pages;
1488                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1489                         list_move(&page->lru, dst);
1490                         break;
1491
1492                 case -EBUSY:
1493                         /* else it is being freed elsewhere */
1494                         list_move(&page->lru, src);
1495                         continue;
1496
1497                 default:
1498                         BUG();
1499                 }
1500         }
1501
1502         /*
1503          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1504          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1505          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1506          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1507          * system at risk of premature OOM.
1508          */
1509         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1510                 int zid;
1511                 unsigned long total_skipped = 0;
1512
1513                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1514                         if (!nr_skipped[zid])
1515                                 continue;
1516
1517                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1518                         total_skipped += nr_skipped[zid];
1519                 }
1520
1521                 /*
1522                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1523                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1524                  * skipped pages as a full scan.
1525                  */
1526                 scan += list_empty(src) ? total_skipped : total_skipped >> 2;
1527
1528                 list_splice(&pages_skipped, src);
1529         }
1530         *nr_scanned = scan;
1531         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan, scan,
1532                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1533         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1534         return nr_taken;
1535 }
1536
1537 /**
1538  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1539  * @page: page to isolate from its LRU list
1540  *
1541  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1542  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1543  *
1544  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1545  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1546  *
1547  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1548  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1549  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1550  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1551  *
1552  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1553  * found will be decremented.
1554  *
1555  * Restrictions:
1556  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1557  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1558  *     without a stable reference).
1559  * (2) the lru_lock must not be held.
1560  * (3) interrupts must be enabled.
1561  */
1562 int isolate_lru_page(struct page *page)
1563 {
1564         int ret = -EBUSY;
1565
1566         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1567         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1568
1569         if (PageLRU(page)) {
1570                 struct zone *zone = page_zone(page);
1571                 struct lruvec *lruvec;
1572
1573                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1574                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1575                 if (PageLRU(page)) {
1576                         int lru = page_lru(page);
1577                         get_page(page);
1578                         ClearPageLRU(page);
1579                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1580                         ret = 0;
1581                 }
1582                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1583         }
1584         return ret;
1585 }
1586
1587 /*
1588  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1589  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1590  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1591  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1592  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1593  */
1594 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1595                 struct scan_control *sc)
1596 {
1597         unsigned long inactive, isolated;
1598
1599         if (current_is_kswapd())
1600                 return 0;
1601
1602         if (!sane_reclaim(sc))
1603                 return 0;
1604
1605         if (file) {
1606                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1607                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1608         } else {
1609                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1610                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1611         }
1612
1613         /*
1614          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1615          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1616          * deadlock.
1617          */
1618         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1619                 inactive >>= 3;
1620
1621         return isolated > inactive;
1622 }
1623
1624 static noinline_for_stack void
1625 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1626 {
1627         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1628         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1629         LIST_HEAD(pages_to_free);
1630
1631         /*
1632          * Put back any unfreeable pages.
1633          */
1634         while (!list_empty(page_list)) {
1635                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1636                 int lru;
1637
1638                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1639                 list_del(&page->lru);
1640                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1641                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1642                         putback_lru_page(page);
1643                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1644                         continue;
1645                 }
1646
1647                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1648
1649                 SetPageLRU(page);
1650                 lru = page_lru(page);
1651                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1652
1653                 if (is_active_lru(lru)) {
1654                         int file = is_file_lru(lru);
1655                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1656                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1657                 }
1658                 if (put_page_testzero(page)) {
1659                         __ClearPageLRU(page);
1660                         __ClearPageActive(page);
1661                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1662
1663                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1664                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1665                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1666                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1667                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1668                         } else
1669                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1670                 }
1671         }
1672
1673         /*
1674          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1675          */
1676         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1677 }
1678
1679 /*
1680  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1681  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1682  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1683  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1684  */
1685 static int current_may_throttle(void)
1686 {
1687         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1688                 current->backing_dev_info == NULL ||
1689                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1690 }
1691
1692 static bool inactive_reclaimable_pages(struct lruvec *lruvec,
1693                                 struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1694 {
1695         int zid;
1696         struct zone *zone;
1697         int file = is_file_lru(lru);
1698         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1699
1700         if (!global_reclaim(sc))
1701                 return true;
1702
1703         for (zid = sc->reclaim_idx; zid >= 0; zid--) {
1704                 zone = &pgdat->node_zones[zid];
1705                 if (!managed_zone(zone))
1706                         continue;
1707
1708                 if (zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_LRU_BASE +
1709                                 LRU_FILE * file) >= SWAP_CLUSTER_MAX)
1710                         return true;
1711         }
1712
1713         return false;
1714 }
1715
1716 /*
1717  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1718  * of reclaimed pages
1719  */
1720 static noinline_for_stack unsigned long
1721 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1722                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1723 {
1724         LIST_HEAD(page_list);
1725         unsigned long nr_scanned;
1726         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1727         unsigned long nr_taken;
1728         unsigned long nr_dirty = 0;
1729         unsigned long nr_congested = 0;
1730         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1731         unsigned long nr_writeback = 0;
1732         unsigned long nr_immediate = 0;
1733         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1734         int file = is_file_lru(lru);
1735         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1736         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1737
1738         if (!inactive_reclaimable_pages(lruvec, sc, lru))
1739                 return 0;
1740
1741         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1742                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1743
1744                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1745                 if (fatal_signal_pending(current))
1746                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1747         }
1748
1749         lru_add_drain();
1750
1751         if (!sc->may_unmap)
1752                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1753         if (!sc->may_writepage)
1754                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1755
1756         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1757
1758         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1759                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1760
1761         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1762         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1763
1764         if (global_reclaim(sc)) {
1765                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1766                 if (current_is_kswapd())
1767                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1768                 else
1769                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1770         }
1771         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1772
1773         if (nr_taken == 0)
1774                 return 0;
1775
1776         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1777                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1778                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1779                                 false);
1780
1781         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1782
1783         if (global_reclaim(sc)) {
1784                 if (current_is_kswapd())
1785                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1786                 else
1787                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1788         }
1789
1790         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1791
1792         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1793
1794         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1795
1796         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1797         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1798
1799         /*
1800          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1801          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1802          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1803          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1804          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1805          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1806          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1807          * same way balance_dirty_pages() manages.
1808          *
1809          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1810          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1811          * are encountered in the nr_immediate check below.
1812          */
1813         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1814                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1815
1816         /*
1817          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1818          * stalling here.
1819          */
1820         if (sane_reclaim(sc)) {
1821                 /*
1822                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1823                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1824                  */
1825                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1826                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1827
1828                 /*
1829                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1830                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1831                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1832                  * reclaim context.
1833                  */
1834                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1835                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1836
1837                 /*
1838                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1839                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1840                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1841                  * they are written so also forcibly stall.
1842                  */
1843                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1844                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1845         }
1846
1847         /*
1848          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1849          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1850          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1851          */
1852         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1853             current_may_throttle())
1854                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1855
1856         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1857                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1858                         sc->priority, file);
1859         return nr_reclaimed;
1860 }
1861
1862 /*
1863  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1864  *
1865  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1866  * processes, from rmap.
1867  *
1868  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1869  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1870  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1871  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1872  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1873  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1874  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1875  *
1876  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1877  * But we had to alter page->flags anyway.
1878  */
1879
1880 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1881                                      struct list_head *list,
1882                                      struct list_head *pages_to_free,
1883                                      enum lru_list lru)
1884 {
1885         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1886         unsigned long pgmoved = 0;
1887         struct page *page;
1888         int nr_pages;
1889
1890         while (!list_empty(list)) {
1891                 page = lru_to_page(list);
1892                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1893
1894                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1895                 SetPageLRU(page);
1896
1897                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1898                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1899                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1900                 pgmoved += nr_pages;
1901
1902                 if (put_page_testzero(page)) {
1903                         __ClearPageLRU(page);
1904                         __ClearPageActive(page);
1905                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1906
1907                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1908                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1909                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1910                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1911                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1912                         } else
1913                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1914                 }
1915         }
1916
1917         if (!is_active_lru(lru))
1918                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1919 }
1920
1921 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1922                                struct lruvec *lruvec,
1923                                struct scan_control *sc,
1924                                enum lru_list lru)
1925 {
1926         unsigned long nr_taken;
1927         unsigned long nr_scanned;
1928         unsigned long vm_flags;
1929         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1930         LIST_HEAD(l_active);
1931         LIST_HEAD(l_inactive);
1932         struct page *page;
1933         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1934         unsigned long nr_rotated = 0;
1935         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1936         int file = is_file_lru(lru);
1937         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1938
1939         lru_add_drain();
1940
1941         if (!sc->may_unmap)
1942                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1943         if (!sc->may_writepage)
1944                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1945
1946         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1947
1948         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1949                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1950
1951         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1952         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1953
1954         if (global_reclaim(sc))
1955                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1956         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1957
1958         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1959
1960         while (!list_empty(&l_hold)) {
1961                 cond_resched();
1962                 page = lru_to_page(&l_hold);
1963                 list_del(&page->lru);
1964
1965                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1966                         putback_lru_page(page);
1967                         continue;
1968                 }
1969
1970                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1971                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1972                                 if (page_has_private(page))
1973                                         try_to_release_page(page, 0);
1974                                 unlock_page(page);
1975                         }
1976                 }
1977
1978                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1979                                     &vm_flags)) {
1980                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1981                         /*
1982                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1983                          * give them one more trip around the active list. So
1984                          * that executable code get better chances to stay in
1985                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1986                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1987                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1988                          * so we ignore them here.
1989                          */
1990                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1991                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1992                                 continue;
1993                         }
1994                 }
1995
1996                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1997                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1998         }
1999
2000         /*
2001          * Move pages back to the lru list.
2002          */
2003         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2004         /*
2005          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
2006          * even though only some of them are actually re-activated.  This
2007          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
2008          * get_scan_count.
2009          */
2010         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2011
2012         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2013         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2014         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2015         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2016
2017         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2018         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2019 }
2020
2021 /*
2022  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2023  * to do too much work.
2024  *
2025  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2026  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2027  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2028  *
2029  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2030  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2031  *
2032  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2033  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2034  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2035  *
2036  * total     target    max
2037  * memory    ratio     inactive
2038  * -------------------------------------
2039  *   10MB       1         5MB
2040  *  100MB       1        50MB
2041  *    1GB       3       250MB
2042  *   10GB      10       0.9GB
2043  *  100GB      31         3GB
2044  *    1TB     101        10GB
2045  *   10TB     320        32GB
2046  */
2047 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2048                                                 struct scan_control *sc)
2049 {
2050         unsigned long inactive_ratio;
2051         unsigned long inactive, active;
2052         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2053         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2054         unsigned long gb;
2055
2056         /*
2057          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2058          * is pointless.
2059          */
2060         if (!file && !total_swap_pages)
2061                 return false;
2062
2063         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2064         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2065
2066         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2067         if (gb)
2068                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2069         else
2070                 inactive_ratio = 1;
2071
2072         return inactive * inactive_ratio < active;
2073 }
2074
2075 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2076                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2077 {
2078         if (is_active_lru(lru)) {
2079                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc))
2080                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2081                 return 0;
2082         }
2083
2084         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2085 }
2086
2087 enum scan_balance {
2088         SCAN_EQUAL,
2089         SCAN_FRACT,
2090         SCAN_ANON,
2091         SCAN_FILE,
2092 };
2093
2094 /*
2095  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2096  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2097  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2098  * onto the active list instead of evict.
2099  *
2100  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2101  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2102  */
2103 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2104                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2105                            unsigned long *lru_pages)
2106 {
2107         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2108         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2109         u64 fraction[2];
2110         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2111         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2112         unsigned long anon_prio, file_prio;
2113         enum scan_balance scan_balance;
2114         unsigned long anon, file;
2115         bool force_scan = false;
2116         unsigned long ap, fp;
2117         enum lru_list lru;
2118         bool some_scanned;
2119         int pass;
2120
2121         /*
2122          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2123          * results in no scanning on this priority and a potential
2124          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2125          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2126          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2127          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2128          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2129          * well.
2130          */
2131         if (current_is_kswapd()) {
2132                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2133                         force_scan = true;
2134                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2135                         force_scan = true;
2136         }
2137         if (!global_reclaim(sc))
2138                 force_scan = true;
2139
2140         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2141         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2142                 scan_balance = SCAN_FILE;
2143                 goto out;
2144         }
2145
2146         /*
2147          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2148          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2149          * disable swapping for individual groups completely when
2150          * using the memory controller's swap limit feature would be
2151          * too expensive.
2152          */
2153         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2154                 scan_balance = SCAN_FILE;
2155                 goto out;
2156         }
2157
2158         /*
2159          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2160          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2161          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2162          */
2163         if (!sc->priority && swappiness) {
2164                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2165                 goto out;
2166         }
2167
2168         /*
2169          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2170          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2171          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2172          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2173          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2174          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2175          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2176          */
2177         if (global_reclaim(sc)) {
2178                 unsigned long pgdatfile;
2179                 unsigned long pgdatfree;
2180                 int z;
2181                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2182
2183                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2184                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2185                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2186
2187                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2188                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2189                         if (!managed_zone(zone))
2190                                 continue;
2191
2192                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2193                 }
2194
2195                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2196                         scan_balance = SCAN_ANON;
2197                         goto out;
2198                 }
2199         }
2200
2201         /*
2202          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2203          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2204          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2205          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2206          * Without the second condition we could end up never scanning an
2207          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2208          * system is under heavy pressure.
2209          */
2210         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc) &&
2211             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2212                 scan_balance = SCAN_FILE;
2213                 goto out;
2214         }
2215
2216         scan_balance = SCAN_FRACT;
2217
2218         /*
2219          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2220          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2221          */
2222         anon_prio = swappiness;
2223         file_prio = 200 - anon_prio;
2224
2225         /*
2226          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2227          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2228          * ratios to determine how valuable each cache is.
2229          *
2230          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2231          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2232          * up weighing recent references more than old ones.
2233          *
2234          * anon in [0], file in [1]
2235          */
2236
2237         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2238                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2239         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2240                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2241
2242         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2243         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2244                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2245                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2246         }
2247
2248         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2249                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2250                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2251         }
2252
2253         /*
2254          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2255          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2256          * each list that were recently referenced and in active use.
2257          */
2258         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2259         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2260
2261         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2262         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2263         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2264
2265         fraction[0] = ap;
2266         fraction[1] = fp;
2267         denominator = ap + fp + 1;
2268 out:
2269         some_scanned = false;
2270         /* Only use force_scan on second pass. */
2271         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2272                 *lru_pages = 0;
2273                 for_each_evictable_lru(lru) {
2274                         int file = is_file_lru(lru);
2275                         unsigned long size;
2276                         unsigned long scan;
2277
2278                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2279                         scan = size >> sc->priority;
2280
2281                         if (!scan && pass && force_scan)
2282                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2283
2284                         switch (scan_balance) {
2285                         case SCAN_EQUAL:
2286                                 /* Scan lists relative to size */
2287                                 break;
2288                         case SCAN_FRACT:
2289                                 /*
2290                                  * Scan types proportional to swappiness and
2291                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2292                                  */
2293                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2294                                                         denominator);
2295                                 break;
2296                         case SCAN_FILE:
2297                         case SCAN_ANON:
2298                                 /* Scan one type exclusively */
2299                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2300                                         size = 0;
2301                                         scan = 0;
2302                                 }
2303                                 break;
2304                         default:
2305                                 /* Look ma, no brain */
2306                                 BUG();
2307                         }
2308
2309                         *lru_pages += size;
2310                         nr[lru] = scan;
2311
2312                         /*
2313                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2314                          * if we found something to scan.
2315                          */
2316                         some_scanned |= !!scan;
2317                 }
2318         }
2319 }
2320
2321 /*
2322  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2323  */
2324 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2325                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2326 {
2327         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2328         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2329         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2330         unsigned long nr_to_scan;
2331         enum lru_list lru;
2332         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2333         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2334         struct blk_plug plug;
2335         bool scan_adjusted;
2336
2337         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2338
2339         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2340         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2341
2342         /*
2343          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2344          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2345          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2346          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2347          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2348          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2349          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2350          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2351          * dropped to zero at the first pass.
2352          */
2353         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2354                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2355
2356         blk_start_plug(&plug);
2357         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2358                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2359                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2360                 unsigned long nr_scanned;
2361
2362                 for_each_evictable_lru(lru) {
2363                         if (nr[lru]) {
2364                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2365                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2366
2367                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2368                                                             lruvec, sc);
2369                         }
2370                 }
2371
2372                 cond_resched();
2373
2374                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2375                         continue;
2376
2377                 /*
2378                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2379                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2380                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2381                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2382                  * proportional to the original scan target.
2383                  */
2384                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2385                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2386
2387                 /*
2388                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2389                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2390                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2391                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2392                  */
2393                 if (!nr_file || !nr_anon)
2394                         break;
2395
2396                 if (nr_file > nr_anon) {
2397                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2398                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2399                         lru = LRU_BASE;
2400                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2401                 } else {
2402                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2403                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2404                         lru = LRU_FILE;
2405                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2406                 }
2407
2408                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2409                 nr[lru] = 0;
2410                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2411
2412                 /*
2413                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2414                  * scan target and the percentage scanning already complete
2415                  */
2416                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2417                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2418                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2419                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2420
2421                 lru += LRU_ACTIVE;
2422                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2423                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2424                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2425
2426                 scan_adjusted = true;
2427         }
2428         blk_finish_plug(&plug);
2429         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2430
2431         /*
2432          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2433          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2434          */
2435         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
2436                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2437                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2438 }
2439
2440 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2441 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2442 {
2443         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2444                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2445                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2446                 return true;
2447
2448         return false;
2449 }
2450
2451 /*
2452  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2453  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2454  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2455  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2456  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2457  */
2458 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2459                                         unsigned long nr_reclaimed,
2460                                         unsigned long nr_scanned,
2461                                         struct scan_control *sc)
2462 {
2463         unsigned long pages_for_compaction;
2464         unsigned long inactive_lru_pages;
2465         int z;
2466
2467         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2468         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2469                 return false;
2470
2471         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2472         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2473                 /*
2474                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2475                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2476                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2477                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2478                  */
2479                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2480                         return false;
2481         } else {
2482                 /*
2483                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2484                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2485                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2486                  * pages that were scanned. This will return to the
2487                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2488                  * the resulting allocation attempt fails
2489                  */
2490                 if (!nr_reclaimed)
2491                         return false;
2492         }
2493
2494         /*
2495          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2496          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2497          */
2498         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2499         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2500         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2501                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2502         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2503                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2504                 return true;
2505
2506         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2507         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2508                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2509                 if (!managed_zone(zone))
2510                         continue;
2511
2512                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2513                 case COMPACT_SUCCESS:
2514                 case COMPACT_CONTINUE:
2515                         return false;
2516                 default:
2517                         /* check next zone */
2518                         ;
2519                 }
2520         }
2521         return true;
2522 }
2523
2524 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2525 {
2526         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2527         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2528         bool reclaimable = false;
2529
2530         do {
2531                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2532                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2533                         .pgdat = pgdat,
2534                         .priority = sc->priority,
2535                 };
2536                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2537                 struct mem_cgroup *memcg;
2538
2539                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2540                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2541
2542                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2543                 do {
2544                         unsigned long lru_pages;
2545                         unsigned long reclaimed;
2546                         unsigned long scanned;
2547
2548                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2549                                 if (!sc->may_thrash)
2550                                         continue;
2551                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2552                         }
2553
2554                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2555                         scanned = sc->nr_scanned;
2556
2557                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2558                         node_lru_pages += lru_pages;
2559
2560                         if (memcg)
2561                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2562                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2563                                             lru_pages);
2564
2565                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2566                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2567                                    sc->nr_scanned - scanned,
2568                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2569
2570                         /*
2571                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2572                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2573                          * node.
2574                          *
2575                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2576                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2577                          * retry with decreasing priority if one round over the
2578                          * whole hierarchy is not sufficient.
2579                          */
2580                         if (!global_reclaim(sc) &&
2581                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2582                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2583                                 break;
2584                         }
2585                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2586
2587                 /*
2588                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2589                  * the eligible LRU pages were scanned.
2590                  */
2591                 if (global_reclaim(sc))
2592                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2593                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2594                                     node_lru_pages);
2595
2596                 if (reclaim_state) {
2597                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2598                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2599                 }
2600
2601                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2602                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2603                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2604                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2605
2606                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2607                         reclaimable = true;
2608
2609         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2610                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2611
2612         /*
2613          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
2614          * many failures to reclaim anything from them and goes to
2615          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
2616          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
2617          */
2618         if (reclaimable)
2619                 pgdat->kswapd_failures = 0;
2620
2621         return reclaimable;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2626  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2627  * should reclaim first.
2628  */
2629 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2630 {
2631         unsigned long watermark;
2632         enum compact_result suitable;
2633
2634         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2635         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2636                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2637                 return true;
2638         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2639                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2640                 return false;
2641
2642         /*
2643          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2644          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2645          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2646          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2647          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2648          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2649          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2650          */
2651         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2652
2653         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2654 }
2655
2656 /*
2657  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2658  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2659  * request.
2660  *
2661  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2662  * scan then give up on it.
2663  */
2664 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2665 {
2666         struct zoneref *z;
2667         struct zone *zone;
2668         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2669         unsigned long nr_soft_scanned;
2670         gfp_t orig_mask;
2671         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2672
2673         /*
2674          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2675          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2676          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2677          */
2678         orig_mask = sc->gfp_mask;
2679         if (buffer_heads_over_limit) {
2680                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2681                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2682         }
2683
2684         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2685                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2686                 /*
2687                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2688                  * to global LRU.
2689                  */
2690                 if (global_reclaim(sc)) {
2691                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2692                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2693                                 continue;
2694
2695                         /*
2696                          * If we already have plenty of memory free for
2697                          * compaction in this zone, don't free any more.
2698                          * Even though compaction is invoked for any
2699                          * non-zero order, only frequent costly order
2700                          * reclamation is disruptive enough to become a
2701                          * noticeable problem, like transparent huge
2702                          * page allocations.
2703                          */
2704                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2705                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2706                             compaction_ready(zone, sc)) {
2707                                 sc->compaction_ready = true;
2708                                 continue;
2709                         }
2710
2711                         /*
2712                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2713                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2714                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2715                          * the user prefers lower zones being preserved.
2716                          */
2717                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2718                                 continue;
2719
2720                         /*
2721                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2722                          * and returns the number of reclaimed pages and
2723                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2724                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2725                          */
2726                         nr_soft_scanned = 0;
2727                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2728                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2729                                                 &nr_soft_scanned);
2730                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2731                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2732                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2733                 }
2734
2735                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2736                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2737                         continue;
2738                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2739                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2740         }
2741
2742         /*
2743          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2744          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2745          */
2746         sc->gfp_mask = orig_mask;
2747 }
2748
2749 /*
2750  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2751  *
2752  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2753  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2754  *
2755  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2756  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2757  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2758  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2759  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2760  * work, and the allocation attempt will fail.
2761  *
2762  * returns:     0, if no pages reclaimed
2763  *              else, the number of pages reclaimed
2764  */
2765 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2766                                           struct scan_control *sc)
2767 {
2768         int initial_priority = sc->priority;
2769         unsigned long total_scanned = 0;
2770         unsigned long writeback_threshold;
2771 retry:
2772         delayacct_freepages_start();
2773
2774         if (global_reclaim(sc))
2775                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2776
2777         do {
2778                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2779                                 sc->priority);
2780                 sc->nr_scanned = 0;
2781                 shrink_zones(zonelist, sc);
2782
2783                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2784                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2785                         break;
2786
2787                 if (sc->compaction_ready)
2788                         break;
2789
2790                 /*
2791                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2792                  * writepage even in laptop mode.
2793                  */
2794                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2795                         sc->may_writepage = 1;
2796
2797                 /*
2798                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2799                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2800                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2801                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2802                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2803                  */
2804                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2805                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2806                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2807                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2808                         sc->may_writepage = 1;
2809                 }
2810         } while (--sc->priority >= 0);
2811
2812         delayacct_freepages_end();
2813
2814         if (sc->nr_reclaimed)
2815                 return sc->nr_reclaimed;
2816
2817         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2818         if (sc->compaction_ready)
2819                 return 1;
2820
2821         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2822         if (!sc->may_thrash) {
2823                 sc->priority = initial_priority;
2824                 sc->may_thrash = 1;
2825                 goto retry;
2826         }
2827
2828         return 0;
2829 }
2830
2831 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
2832 {
2833         struct zone *zone;
2834         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2835         unsigned long free_pages = 0;
2836         int i;
2837         bool wmark_ok;
2838
2839         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
2840                 return true;
2841
2842         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2843                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2844                 if (!managed_zone(zone) ||
2845                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2846                         continue;
2847
2848                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2849                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2850         }
2851
2852         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2853         if (!pfmemalloc_reserve)
2854                 return true;
2855
2856         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2857
2858         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2859         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2860                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2861                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2862                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2863         }
2864
2865         return wmark_ok;
2866 }
2867
2868 /*
2869  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2870  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2871  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2872  * when the low watermark is reached.
2873  *
2874  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2875  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2876  */
2877 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2878                                         nodemask_t *nodemask)
2879 {
2880         struct zoneref *z;
2881         struct zone *zone;
2882         pg_data_t *pgdat = NULL;
2883
2884         /*
2885          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2886          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2887          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2888          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2889          * processes to block on log_wait_commit().
2890          */
2891         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2892                 goto out;
2893
2894         /*
2895          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2896          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2897          */
2898         if (fatal_signal_pending(current))
2899                 goto out;
2900
2901         /*
2902          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2903          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2904          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2905          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2906          *
2907          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2908          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2909          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2910          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2911          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2912          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2913          * should make reasonable progress.
2914          */
2915         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2916                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2917                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2918                         continue;
2919
2920                 /* Throttle based on the first usable node */
2921                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2922                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
2923                         goto out;
2924                 break;
2925         }
2926
2927         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2928         if (!pgdat)
2929                 goto out;
2930
2931         /* Account for the throttling */
2932         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2933
2934         /*
2935          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2936          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2937          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2938          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2939          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2940          * second before continuing.
2941          */
2942         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2943                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2944                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
2945
2946                 goto check_pending;
2947         }
2948
2949         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2950         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2951                 allow_direct_reclaim(pgdat));
2952
2953 check_pending:
2954         if (fatal_signal_pending(current))
2955                 return true;
2956
2957 out:
2958         return false;
2959 }
2960
2961 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2962                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2963 {
2964         unsigned long nr_reclaimed;
2965         struct scan_control sc = {
2966                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2967                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2968                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2969                 .order = order,
2970                 .nodemask = nodemask,
2971                 .priority = DEF_PRIORITY,
2972                 .may_writepage = !laptop_mode,
2973                 .may_unmap = 1,
2974                 .may_swap = 1,
2975         };
2976
2977         /*
2978          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2979          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2980          * point.
2981          */
2982         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2983                 return 1;
2984
2985         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2986                                 sc.may_writepage,
2987                                 gfp_mask,
2988                                 sc.reclaim_idx);
2989
2990         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2991
2992         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2993
2994         return nr_reclaimed;
2995 }
2996
2997 #ifdef CONFIG_MEMCG
2998
2999 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
3000                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
3001                                                 pg_data_t *pgdat,
3002                                                 unsigned long *nr_scanned)
3003 {
3004         struct scan_control sc = {
3005                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
3006                 .target_mem_cgroup = memcg,
3007                 .may_writepage = !laptop_mode,
3008                 .may_unmap = 1,
3009                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3010                 .may_swap = !noswap,
3011         };
3012         unsigned long lru_pages;
3013
3014         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3015                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3016
3017         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3018                                                       sc.may_writepage,
3019                                                       sc.gfp_mask,
3020                                                       sc.reclaim_idx);
3021
3022         /*
3023          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3024          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3025          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3026          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3027          * the priority and make it zero.
3028          */
3029         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3030
3031         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3032
3033         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3034         return sc.nr_reclaimed;
3035 }
3036
3037 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3038                                            unsigned long nr_pages,
3039                                            gfp_t gfp_mask,
3040                                            bool may_swap)
3041 {
3042         struct zonelist *zonelist;
3043         unsigned long nr_reclaimed;
3044         int nid;
3045         struct scan_control sc = {
3046                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3047                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3048                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3049                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3050                 .target_mem_cgroup = memcg,
3051                 .priority = DEF_PRIORITY,
3052                 .may_writepage = !laptop_mode,
3053                 .may_unmap = 1,
3054                 .may_swap = may_swap,
3055         };
3056
3057         /*
3058          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3059          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3060          * scan does not need to be the current node.
3061          */
3062         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3063
3064         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3065
3066         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3067                                             sc.may_writepage,
3068                                             sc.gfp_mask,
3069                                             sc.reclaim_idx);
3070
3071         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3072         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3073         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3074
3075         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3076
3077         return nr_reclaimed;
3078 }
3079 #endif
3080
3081 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3082                                 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_lruvec(pgdat, memcg);
3092
3093                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
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, int classzone_idx)
3102 {
3103         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3104
3105         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3106                 return false;
3107
3108         /*
3109          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3110          * to be congested or dirty
3111          */
3112         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3113         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3114
3115         return true;
3116 }
3117
3118 /*
3119  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3120  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3121  *
3122  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3123  */
3124 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3125 {
3126         int i;
3127
3128         /*
3129          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3130          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
3131          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3132          * throttled. There is also a potential race if processes get
3133          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3134          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3135          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3136          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3137          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3138          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3139          * that here we are under prepare_to_wait().
3140          */
3141         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3142                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3143
3144         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3145         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3146                 return true;
3147
3148         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3149                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3150
3151                 if (!managed_zone(zone))
3152                         continue;
3153
3154                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3155                         return false;
3156         }
3157
3158         return true;
3159 }
3160
3161 /*
3162  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3163  * zone that is currently unbalanced.
3164  *
3165  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3166  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3167  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3168  */
3169 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3170                                struct scan_control *sc)
3171 {
3172         struct zone *zone;
3173         int z;
3174
3175         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3176         sc->nr_to_reclaim = 0;
3177         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3178                 zone = pgdat->node_zones + z;
3179                 if (!managed_zone(zone))
3180                         continue;
3181
3182                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3183         }
3184
3185         /*
3186          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3187          * now pressure is applied based on node LRU order.
3188          */
3189         shrink_node(pgdat, sc);
3190
3191         /*
3192          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3193          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3194          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3195          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3196          * can direct reclaim/compact.
3197          */
3198         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3199                 sc->order = 0;
3200
3201         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3202 }
3203
3204 /*
3205  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3206  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3207  * balanced.
3208  *
3209  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3210  *
3211  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3212  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3213  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3214  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3215  * balanced.
3216  */
3217 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3218 {
3219         int i;
3220         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3221         unsigned long nr_soft_scanned;
3222         struct zone *zone;
3223         struct scan_control sc = {
3224                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3225                 .order = order,
3226                 .priority = DEF_PRIORITY,
3227                 .may_writepage = !laptop_mode,
3228                 .may_unmap = 1,
3229                 .may_swap = 1,
3230         };
3231         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3232
3233         do {
3234                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
3235                 bool raise_priority = true;
3236
3237                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3238
3239                 /*
3240                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3241                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3242                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3243                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3244                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3245                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3246                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3247                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3248                  */
3249                 if (buffer_heads_over_limit) {
3250                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3251                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3252                                 if (!managed_zone(zone))
3253                                         continue;
3254
3255                                 sc.reclaim_idx = i;
3256                                 break;
3257                         }
3258                 }
3259
3260                 /*
3261                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3262                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3263                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3264                  * cleared during a very small window when a small low
3265                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3266                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3267                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3268                  * it.
3269                  */
3270                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3271                         zone = pgdat->node_zones + i;
3272                         if (!managed_zone(zone))
3273                                 continue;
3274
3275                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3276                                 goto out;
3277                 }
3278
3279                 /*
3280                  * Do some background aging of the anon list, to give
3281                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3282                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3283                  * about consistent aging.
3284                  */
3285                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3286
3287                 /*
3288                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3289                  * even in laptop mode.
3290                  */
3291                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3292                         sc.may_writepage = 1;
3293
3294                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3295                 sc.nr_scanned = 0;
3296                 nr_soft_scanned = 0;
3297                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3298                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3299                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3300
3301                 /*
3302                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3303                  * enough pages are already being scanned that that high
3304                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3305                  */
3306                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3307                         raise_priority = false;
3308
3309                 /*
3310                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3311                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3312                  * able to safely make forward progress. Wake them
3313                  */
3314                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3315                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
3316                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3317
3318                 /* Check if kswapd should be suspending */
3319                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3320                         break;
3321
3322                 /*
3323                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3324                  * progress in reclaiming pages
3325                  */
3326                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
3327                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
3328                         sc.priority--;
3329         } while (sc.priority >= 1);
3330
3331         if (!sc.nr_reclaimed)
3332                 pgdat->kswapd_failures++;
3333
3334 out:
3335         /*
3336          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3337          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3338          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3339          * remain at the higher level.
3340          */
3341         return sc.order;
3342 }
3343
3344 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3345                                 unsigned int classzone_idx)
3346 {
3347         long remaining = 0;
3348         DEFINE_WAIT(wait);
3349
3350         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3351                 return;
3352
3353         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3354
3355         /* Try to sleep for a short interval */
3356         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3357                 /*
3358                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3359                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3360                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3361                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3362                  */
3363                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3364
3365                 /*
3366                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3367                  * allocation of the requested order possible.
3368                  */
3369                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3370
3371                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3372
3373                 /*
3374                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3375                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3376                  * the previous request that slept prematurely.
3377                  */
3378                 if (remaining) {
3379                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3380                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3381                 }
3382
3383                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3384                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3385         }
3386
3387         /*
3388          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3389          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3390          */
3391         if (!remaining &&
3392             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3393                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3394
3395                 /*
3396                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3397                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3398                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3399                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3400                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3401                  * them before going back to sleep.
3402                  */
3403                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3404
3405                 if (!kthread_should_stop())
3406                         schedule();
3407
3408                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3409         } else {
3410                 if (remaining)
3411                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3412                 else
3413                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3414         }
3415         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3416 }
3417
3418 /*
3419  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3420  * from the init process.
3421  *
3422  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3423  * free memory available even if there is no other activity
3424  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3425  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3426  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3427  *
3428  * If there are applications that are active memory-allocators
3429  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3430  */
3431 static int kswapd(void *p)
3432 {
3433         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3434         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3435         struct task_struct *tsk = current;
3436
3437         struct reclaim_state reclaim_state = {
3438                 .reclaimed_slab = 0,
3439         };
3440         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3441
3442         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3443
3444         if (!cpumask_empty(cpumask))
3445                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3446         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3447
3448         /*
3449          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3450          * and that if we need more memory we should get access to it
3451          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3452          * never get caught in the normal page freeing logic.
3453          *
3454          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3455          * you need a small amount of memory in order to be able to
3456          * page out something else, and this flag essentially protects
3457          * us from recursively trying to free more memory as we're
3458          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3459          */
3460         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3461         set_freezable();
3462
3463         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3464         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3465         for ( ; ; ) {
3466                 bool ret;
3467
3468 kswapd_try_sleep:
3469                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3470                                         classzone_idx);
3471
3472                 /* Read the new order and classzone_idx */
3473                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3474                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3475                 pgdat->kswapd_order = 0;
3476                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3477
3478                 ret = try_to_freeze();
3479                 if (kthread_should_stop())
3480                         break;
3481
3482                 /*
3483                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3484                  * after returning from the refrigerator
3485                  */
3486                 if (ret)
3487                         continue;
3488
3489                 /*
3490                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3491                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3492                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3493                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3494                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3495                  * request (alloc_order).
3496                  */
3497                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3498                                                 alloc_order);
3499                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3500                 if (reclaim_order < alloc_order)
3501                         goto kswapd_try_sleep;
3502
3503                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3504                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3505         }
3506
3507         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3508         current->reclaim_state = NULL;
3509         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3510
3511         return 0;
3512 }
3513
3514 /*
3515  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3516  */
3517 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3518 {
3519         pg_data_t *pgdat;
3520         int z;
3521
3522         if (!managed_zone(zone))
3523                 return;
3524
3525         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3526                 return;
3527         pgdat = zone->zone_pgdat;
3528         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3529         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3530         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3531                 return;
3532
3533         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
3534         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
3535                 return;
3536
3537         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3538         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3539                 zone = pgdat->node_zones + z;
3540                 if (!managed_zone(zone))
3541                         continue;
3542
3543                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3544                         return;
3545         }
3546
3547         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3548         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3549 }
3550
3551 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3552 /*
3553  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3554  * freed pages.
3555  *
3556  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3557  * LRU order by reclaiming preferentially
3558  * inactive > active > active referenced > active mapped
3559  */
3560 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3561 {
3562         struct reclaim_state reclaim_state;
3563         struct scan_control sc = {
3564                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3565                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3566                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3567                 .priority = DEF_PRIORITY,
3568                 .may_writepage = 1,
3569                 .may_unmap = 1,
3570                 .may_swap = 1,
3571                 .hibernation_mode = 1,
3572         };
3573         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3574         struct task_struct *p = current;
3575         unsigned long nr_reclaimed;
3576
3577         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3578         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3579         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3580         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3581
3582         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3583
3584         p->reclaim_state = NULL;
3585         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3586         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3587
3588         return nr_reclaimed;
3589 }
3590 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3591
3592 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3593    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3594    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3595    restore their cpu bindings. */
3596 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3597                         void *hcpu)
3598 {
3599         int nid;
3600
3601         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3602                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3603                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3604                         const struct cpumask *mask;
3605
3606                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3607
3608                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3609                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3610                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3611                 }
3612         }
3613         return NOTIFY_OK;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3618  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3619  */
3620 int kswapd_run(int nid)
3621 {
3622         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3623         int ret = 0;
3624
3625         if (pgdat->kswapd)
3626                 return 0;
3627
3628         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3629         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3630                 /* failure at boot is fatal */
3631                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3632                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3633                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3634                 pgdat->kswapd = NULL;
3635         }
3636         return ret;
3637 }
3638
3639 /*
3640  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3641  * hold mem_hotplug_begin/end().
3642  */
3643 void kswapd_stop(int nid)
3644 {
3645         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3646
3647         if (kswapd) {
3648                 kthread_stop(kswapd);
3649                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3650         }
3651 }
3652
3653 static int __init kswapd_init(void)
3654 {
3655         int nid;
3656
3657         swap_setup();
3658         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3659                 kswapd_run(nid);
3660         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3661         return 0;
3662 }
3663
3664 module_init(kswapd_init)
3665
3666 #ifdef CONFIG_NUMA
3667 /*
3668  * Node reclaim mode
3669  *
3670  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3671  * the watermarks.
3672  */
3673 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3674
3675 #define RECLAIM_OFF 0
3676 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3677 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3678 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3679
3680 /*
3681  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3682  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3683  * a zone.
3684  */
3685 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3686
3687 /*
3688  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3689  * occur.
3690  */
3691 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3692
3693 /*
3694  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3695  * slab reclaim needs to occur.
3696  */
3697 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3698
3699 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3700 {
3701         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3702         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3703                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3704
3705         /*
3706          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3707          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3708          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3709          */
3710         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3711 }
3712
3713 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3714 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3715 {
3716         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3717         unsigned long delta = 0;
3718
3719         /*
3720          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3721          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3722          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3723          * a better estimate
3724          */
3725         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3726                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3727         else
3728                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3729
3730         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3731         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3732                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3733
3734         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3735         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3736                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3737
3738         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3739 }
3740
3741 /*
3742  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3743  */
3744 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3745 {
3746         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3747         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3748         struct task_struct *p = current;
3749         struct reclaim_state reclaim_state;
3750         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3751         struct scan_control sc = {
3752                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3753                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3754                 .order = order,
3755                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3756                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3757                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3758                 .may_swap = 1,
3759                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3760         };
3761
3762         cond_resched();
3763         /*
3764          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3765          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3766          * and RECLAIM_UNMAP.
3767          */
3768         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3769         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3770         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3771         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3772
3773         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3774                 /*
3775                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3776                  * priorities until we have enough memory freed.
3777                  */
3778                 do {
3779                         shrink_node(pgdat, &sc);
3780                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3781         }
3782
3783         p->reclaim_state = NULL;
3784         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3785         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3786         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3787 }
3788
3789 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3790 {
3791         int ret;
3792
3793         /*
3794          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3795          * slab pages if we are over the defined limits.
3796          *
3797          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3798          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3799          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3800          * if less than a specified percentage of the node is used by
3801          * unmapped file backed pages.
3802          */
3803         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3804             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3805                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3806
3807         /*
3808          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3809          */
3810         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3811                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3812
3813         /*
3814          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3815          * have associated processors. This will favor the local processor
3816          * over remote processors and spread off node memory allocations
3817          * as wide as possible.
3818          */
3819         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3820                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3821
3822         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3823                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3824
3825         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3826         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3827
3828         if (!ret)
3829                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3830
3831         return ret;
3832 }
3833 #endif
3834
3835 /*
3836  * page_evictable - test whether a page is evictable
3837  * @page: the page to test
3838  *
3839  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3840  * lists vs unevictable list.
3841  *
3842  * Reasons page might not be evictable:
3843  * (1) page's mapping marked unevictable
3844  * (2) page is part of an mlocked VMA
3845  *
3846  */
3847 int page_evictable(struct page *page)
3848 {
3849         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3850 }
3851
3852 #ifdef CONFIG_SHMEM
3853 /**
3854  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3855  * @pages:      array of pages to check
3856  * @nr_pages:   number of pages to check
3857  *
3858  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3859  *
3860  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3861  */
3862 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3863 {
3864         struct lruvec *lruvec;
3865         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3866         int pgscanned = 0;
3867         int pgrescued = 0;
3868         int i;
3869
3870         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3871                 struct page *page = pages[i];
3872                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3873
3874                 pgscanned++;
3875                 if (pagepgdat != pgdat) {
3876                         if (pgdat)
3877                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3878                         pgdat = pagepgdat;
3879                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3880                 }
3881                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3882
3883                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3884                         continue;
3885
3886                 if (page_evictable(page)) {
3887                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3888
3889                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3890                         ClearPageUnevictable(page);
3891                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3892                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3893                         pgrescued++;
3894                 }
3895         }
3896
3897         if (pgdat) {
3898                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3899                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3900                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3901         }
3902 }
3903 #endif /* CONFIG_SHMEM */