Linux-libre 4.9.46-gnu
[librecmc/linux-libre.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         down_write(&shrinker_rwsem);
299         list_del(&shrinker->list);
300         up_write(&shrinker_rwsem);
301         kfree(shrinker->nr_deferred);
302 }
303 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
304
305 #define SHRINK_BATCH 128
306
307 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
308                                     struct shrinker *shrinker,
309                                     unsigned long nr_scanned,
310                                     unsigned long nr_eligible)
311 {
312         unsigned long freed = 0;
313         unsigned long long delta;
314         long total_scan;
315         long freeable;
316         long nr;
317         long new_nr;
318         int nid = shrinkctl->nid;
319         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
320                                           : SHRINK_BATCH;
321         long scanned = 0, next_deferred;
322
323         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
324         if (freeable == 0)
325                 return 0;
326
327         /*
328          * copy the current shrinker scan count into a local variable
329          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
330          * don't also do this scanning work.
331          */
332         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
333
334         total_scan = nr;
335         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
336         delta *= freeable;
337         do_div(delta, nr_eligible + 1);
338         total_scan += delta;
339         if (total_scan < 0) {
340                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
341                        shrinker->scan_objects, total_scan);
342                 total_scan = freeable;
343                 next_deferred = nr;
344         } else
345                 next_deferred = total_scan;
346
347         /*
348          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
349          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
350          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
351          * nr being built up so when a shrink that can do some work
352          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
353          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
354          * memory.
355          *
356          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
357          * a large delta change is calculated directly.
358          */
359         if (delta < freeable / 4)
360                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
361
362         /*
363          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
364          * never try to free more than twice the estimate number of
365          * freeable entries.
366          */
367         if (total_scan > freeable * 2)
368                 total_scan = freeable * 2;
369
370         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
371                                    nr_scanned, nr_eligible,
372                                    freeable, delta, total_scan);
373
374         /*
375          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
376          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
377          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
378          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
379          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
380          * objects spread over several slabs with usage less than the
381          * batch_size.
382          *
383          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
384          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
385          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
386          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
387          * possible.
388          */
389         while (total_scan >= batch_size ||
390                total_scan >= freeable) {
391                 unsigned long ret;
392                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
393
394                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
395                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
396                 if (ret == SHRINK_STOP)
397                         break;
398                 freed += ret;
399
400                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
401                 total_scan -= nr_to_scan;
402                 scanned += nr_to_scan;
403
404                 cond_resched();
405         }
406
407         if (next_deferred >= scanned)
408                 next_deferred -= scanned;
409         else
410                 next_deferred = 0;
411         /*
412          * move the unused scan count back into the shrinker in a
413          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
414          * scan, there is no need to do an update.
415          */
416         if (next_deferred > 0)
417                 new_nr = atomic_long_add_return(next_deferred,
418                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
419         else
420                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
421
422         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
423         return freed;
424 }
425
426 /**
427  * shrink_slab - shrink slab caches
428  * @gfp_mask: allocation context
429  * @nid: node whose slab caches to target
430  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
431  * @nr_scanned: pressure numerator
432  * @nr_eligible: pressure denominator
433  *
434  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
435  *
436  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
437  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
438  *
439  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
440  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
441  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise, only unaware
442  * shrinkers are called.
443  *
444  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
445  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
446  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
447  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
448  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
449  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
450  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
451  *
452  * Returns the number of reclaimed slab objects.
453  */
454 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
455                                  struct mem_cgroup *memcg,
456                                  unsigned long nr_scanned,
457                                  unsigned long nr_eligible)
458 {
459         struct shrinker *shrinker;
460         unsigned long freed = 0;
461
462         if (memcg && (!memcg_kmem_enabled() || !mem_cgroup_online(memcg)))
463                 return 0;
464
465         if (nr_scanned == 0)
466                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
467
468         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
469                 /*
470                  * If we would return 0, our callers would understand that we
471                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
472                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
473                  * time.
474                  */
475                 freed = 1;
476                 goto out;
477         }
478
479         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
480                 struct shrink_control sc = {
481                         .gfp_mask = gfp_mask,
482                         .nid = nid,
483                         .memcg = memcg,
484                 };
485
486                 /*
487                  * If kernel memory accounting is disabled, we ignore
488                  * SHRINKER_MEMCG_AWARE flag and call all shrinkers
489                  * passing NULL for memcg.
490                  */
491                 if (memcg_kmem_enabled() &&
492                     !!memcg != !!(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
493                         continue;
494
495                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
496                         sc.nid = 0;
497
498                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
499         }
500
501         up_read(&shrinker_rwsem);
502 out:
503         cond_resched();
504         return freed;
505 }
506
507 void drop_slab_node(int nid)
508 {
509         unsigned long freed;
510
511         do {
512                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
513
514                 freed = 0;
515                 do {
516                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
517                                              1000, 1000);
518                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
519         } while (freed > 10);
520 }
521
522 void drop_slab(void)
523 {
524         int nid;
525
526         for_each_online_node(nid)
527                 drop_slab_node(nid);
528 }
529
530 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
531 {
532         /*
533          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
534          * that isolated the page, the page cache radix tree and
535          * optional buffer heads at page->private.
536          */
537         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
538 }
539
540 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
541 {
542         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
543                 return 1;
544         if (!inode_write_congested(inode))
545                 return 1;
546         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
547                 return 1;
548         return 0;
549 }
550
551 /*
552  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
553  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
554  * fsync(), msync() or close().
555  *
556  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
557  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
558  * that page is locked, the mapping is pinned.
559  *
560  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
561  * __GFP_FS.
562  */
563 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
564                                 struct page *page, int error)
565 {
566         lock_page(page);
567         if (page_mapping(page) == mapping)
568                 mapping_set_error(mapping, error);
569         unlock_page(page);
570 }
571
572 /* possible outcome of pageout() */
573 typedef enum {
574         /* failed to write page out, page is locked */
575         PAGE_KEEP,
576         /* move page to the active list, page is locked */
577         PAGE_ACTIVATE,
578         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
579         PAGE_SUCCESS,
580         /* page is clean and locked */
581         PAGE_CLEAN,
582 } pageout_t;
583
584 /*
585  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
586  * Calls ->writepage().
587  */
588 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
589                          struct scan_control *sc)
590 {
591         /*
592          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
593          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
594          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
595          * stalls if we need to run get_block().  We could test
596          * PagePrivate for that.
597          *
598          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
599          * this page's queue, we can perform writeback even if that
600          * will block.
601          *
602          * If the page is swapcache, write it back even if that would
603          * block, for some throttling. This happens by accident, because
604          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
605          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
606          */
607         if (!is_page_cache_freeable(page))
608                 return PAGE_KEEP;
609         if (!mapping) {
610                 /*
611                  * Some data journaling orphaned pages can have
612                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
613                  */
614                 if (page_has_private(page)) {
615                         if (try_to_free_buffers(page)) {
616                                 ClearPageDirty(page);
617                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
618                                 return PAGE_CLEAN;
619                         }
620                 }
621                 return PAGE_KEEP;
622         }
623         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
624                 return PAGE_ACTIVATE;
625         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
626                 return PAGE_KEEP;
627
628         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
629                 int res;
630                 struct writeback_control wbc = {
631                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
632                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
633                         .range_start = 0,
634                         .range_end = LLONG_MAX,
635                         .for_reclaim = 1,
636                 };
637
638                 SetPageReclaim(page);
639                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
640                 if (res < 0)
641                         handle_write_error(mapping, page, res);
642                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
643                         ClearPageReclaim(page);
644                         return PAGE_ACTIVATE;
645                 }
646
647                 if (!PageWriteback(page)) {
648                         /* synchronous write or broken a_ops? */
649                         ClearPageReclaim(page);
650                 }
651                 trace_mm_vmscan_writepage(page);
652                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
653                 return PAGE_SUCCESS;
654         }
655
656         return PAGE_CLEAN;
657 }
658
659 /*
660  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
661  * gets returned with a refcount of 0.
662  */
663 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
664                             bool reclaimed)
665 {
666         unsigned long flags;
667
668         BUG_ON(!PageLocked(page));
669         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
670
671         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
672         /*
673          * The non racy check for a busy page.
674          *
675          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
676          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
677          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
678          * here, then the following race may occur:
679          *
680          * get_user_pages(&page);
681          * [user mapping goes away]
682          * write_to(page);
683          *                              !PageDirty(page)    [good]
684          * SetPageDirty(page);
685          * put_page(page);
686          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
687          *
688          * [oops, our write_to data is lost]
689          *
690          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
691          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
692          * load is not satisfied before that of page->_refcount.
693          *
694          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
695          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
696          */
697         if (!page_ref_freeze(page, 2))
698                 goto cannot_free;
699         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
700         if (unlikely(PageDirty(page))) {
701                 page_ref_unfreeze(page, 2);
702                 goto cannot_free;
703         }
704
705         if (PageSwapCache(page)) {
706                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
707                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
708                 __delete_from_swap_cache(page);
709                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
710                 swapcache_free(swap);
711         } else {
712                 void (*freepage)(struct page *);
713                 void *shadow = NULL;
714
715                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
716                 /*
717                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
718                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
719                  *
720                  * But don't store shadows in an address space that is
721                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
722                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
723                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
724                  * back.
725                  *
726                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
727                  * only page cache pages found in these are zero pages
728                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
729                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
730                  * same page_tree.
731                  */
732                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
733                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
734                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
735                 __delete_from_page_cache(page, shadow);
736                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
737
738                 if (freepage != NULL)
739                         freepage(page);
740         }
741
742         return 1;
743
744 cannot_free:
745         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
746         return 0;
747 }
748
749 /*
750  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
751  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
752  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
753  * this page.
754  */
755 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
756 {
757         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
758                 /*
759                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
760                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
761                  * atomic operation.
762                  */
763                 page_ref_unfreeze(page, 1);
764                 return 1;
765         }
766         return 0;
767 }
768
769 /**
770  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
771  * @page: page to be put back to appropriate lru list
772  *
773  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
774  * Page may still be unevictable for other reasons.
775  *
776  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
777  */
778 void putback_lru_page(struct page *page)
779 {
780         bool is_unevictable;
781         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
782
783         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
784
785 redo:
786         ClearPageUnevictable(page);
787
788         if (page_evictable(page)) {
789                 /*
790                  * For evictable pages, we can use the cache.
791                  * In event of a race, worst case is we end up with an
792                  * unevictable page on [in]active list.
793                  * We know how to handle that.
794                  */
795                 is_unevictable = false;
796                 lru_cache_add(page);
797         } else {
798                 /*
799                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
800                  * list.
801                  */
802                 is_unevictable = true;
803                 add_page_to_unevictable_list(page);
804                 /*
805                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
806                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
807                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
808                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
809                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
810                  * the page back to the evictable list.
811                  *
812                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
813                  */
814                 smp_mb();
815         }
816
817         /*
818          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
819          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
820          * check after we added it to the list, again.
821          */
822         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
823                 if (!isolate_lru_page(page)) {
824                         put_page(page);
825                         goto redo;
826                 }
827                 /* This means someone else dropped this page from LRU
828                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
829                  * nothing to do here.
830                  */
831         }
832
833         if (was_unevictable && !is_unevictable)
834                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
835         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
836                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
837
838         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
839 }
840
841 enum page_references {
842         PAGEREF_RECLAIM,
843         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
844         PAGEREF_KEEP,
845         PAGEREF_ACTIVATE,
846 };
847
848 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
849                                                   struct scan_control *sc)
850 {
851         int referenced_ptes, referenced_page;
852         unsigned long vm_flags;
853
854         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
855                                           &vm_flags);
856         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
857
858         /*
859          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
860          * move the page to the unevictable list.
861          */
862         if (vm_flags & VM_LOCKED)
863                 return PAGEREF_RECLAIM;
864
865         if (referenced_ptes) {
866                 if (PageSwapBacked(page))
867                         return PAGEREF_ACTIVATE;
868                 /*
869                  * All mapped pages start out with page table
870                  * references from the instantiating fault, so we need
871                  * to look twice if a mapped file page is used more
872                  * than once.
873                  *
874                  * Mark it and spare it for another trip around the
875                  * inactive list.  Another page table reference will
876                  * lead to its activation.
877                  *
878                  * Note: the mark is set for activated pages as well
879                  * so that recently deactivated but used pages are
880                  * quickly recovered.
881                  */
882                 SetPageReferenced(page);
883
884                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
885                         return PAGEREF_ACTIVATE;
886
887                 /*
888                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
889                  */
890                 if (vm_flags & VM_EXEC)
891                         return PAGEREF_ACTIVATE;
892
893                 return PAGEREF_KEEP;
894         }
895
896         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
897         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
898                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
899
900         return PAGEREF_RECLAIM;
901 }
902
903 /* Check if a page is dirty or under writeback */
904 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
905                                        bool *dirty, bool *writeback)
906 {
907         struct address_space *mapping;
908
909         /*
910          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
911          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
912          */
913         if (!page_is_file_cache(page)) {
914                 *dirty = false;
915                 *writeback = false;
916                 return;
917         }
918
919         /* By default assume that the page flags are accurate */
920         *dirty = PageDirty(page);
921         *writeback = PageWriteback(page);
922
923         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
924         if (!page_has_private(page))
925                 return;
926
927         mapping = page_mapping(page);
928         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
929                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
930 }
931
932 /*
933  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
934  */
935 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
936                                       struct pglist_data *pgdat,
937                                       struct scan_control *sc,
938                                       enum ttu_flags ttu_flags,
939                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
940                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
941                                       unsigned long *ret_nr_congested,
942                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
943                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
944                                       bool force_reclaim)
945 {
946         LIST_HEAD(ret_pages);
947         LIST_HEAD(free_pages);
948         int pgactivate = 0;
949         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
950         unsigned long nr_dirty = 0;
951         unsigned long nr_congested = 0;
952         unsigned long nr_reclaimed = 0;
953         unsigned long nr_writeback = 0;
954         unsigned long nr_immediate = 0;
955
956         cond_resched();
957
958         while (!list_empty(page_list)) {
959                 struct address_space *mapping;
960                 struct page *page;
961                 int may_enter_fs;
962                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
963                 bool dirty, writeback;
964                 bool lazyfree = false;
965                 int ret = SWAP_SUCCESS;
966
967                 cond_resched();
968
969                 page = lru_to_page(page_list);
970                 list_del(&page->lru);
971
972                 if (!trylock_page(page))
973                         goto keep;
974
975                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
976
977                 sc->nr_scanned++;
978
979                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
980                         goto cull_mlocked;
981
982                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
983                         goto keep_locked;
984
985                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
986                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
987                         sc->nr_scanned++;
988
989                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
990                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
991
992                 /*
993                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
994                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
995                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
996                  * is all dirty unqueued pages.
997                  */
998                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
999                 if (dirty || writeback)
1000                         nr_dirty++;
1001
1002                 if (dirty && !writeback)
1003                         nr_unqueued_dirty++;
1004
1005                 /*
1006                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
1007                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
1008                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
1009                  * end of the LRU a second time.
1010                  */
1011                 mapping = page_mapping(page);
1012                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1013                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1014                     (writeback && PageReclaim(page)))
1015                         nr_congested++;
1016
1017                 /*
1018                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1019                  * are three cases to consider.
1020                  *
1021                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1022                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1023                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1024                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1025                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1026                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1027                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1028                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1029                  *    caller can stall after page list has been processed.
1030                  *
1031                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1032                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1033                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1034                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1035                  *    reclaim and continue scanning.
1036                  *
1037                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1038                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1039                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1040                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1041                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1042                  *    would probably show more reasons.
1043                  *
1044                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1045                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1046                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1047                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1048                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1049                  */
1050                 if (PageWriteback(page)) {
1051                         /* Case 1 above */
1052                         if (current_is_kswapd() &&
1053                             PageReclaim(page) &&
1054                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1055                                 nr_immediate++;
1056                                 goto keep_locked;
1057
1058                         /* Case 2 above */
1059                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1060                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1061                                 /*
1062                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1063                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1064                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1065                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1066                                  * enough to care.  What we do want is for this
1067                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1068                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1069                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1070                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1071                                  */
1072                                 SetPageReclaim(page);
1073                                 nr_writeback++;
1074                                 goto keep_locked;
1075
1076                         /* Case 3 above */
1077                         } else {
1078                                 unlock_page(page);
1079                                 wait_on_page_writeback(page);
1080                                 /* then go back and try same page again */
1081                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1082                                 continue;
1083                         }
1084                 }
1085
1086                 if (!force_reclaim)
1087                         references = page_check_references(page, sc);
1088
1089                 switch (references) {
1090                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1091                         goto activate_locked;
1092                 case PAGEREF_KEEP:
1093                         goto keep_locked;
1094                 case PAGEREF_RECLAIM:
1095                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1096                         ; /* try to reclaim the page below */
1097                 }
1098
1099                 /*
1100                  * Anonymous process memory has backing store?
1101                  * Try to allocate it some swap space here.
1102                  */
1103                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1104                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1105                                 goto keep_locked;
1106                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1107                                 goto activate_locked;
1108                         lazyfree = true;
1109                         may_enter_fs = 1;
1110
1111                         /* Adding to swap updated mapping */
1112                         mapping = page_mapping(page);
1113                 } else if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
1114                         /* Split file THP */
1115                         if (split_huge_page_to_list(page, page_list))
1116                                 goto keep_locked;
1117                 }
1118
1119                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
1120
1121                 /*
1122                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1123                  * processes. Try to unmap it here.
1124                  */
1125                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1126                         switch (ret = try_to_unmap(page, lazyfree ?
1127                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH | TTU_LZFREE) :
1128                                 (ttu_flags | TTU_BATCH_FLUSH))) {
1129                         case SWAP_FAIL:
1130                                 goto activate_locked;
1131                         case SWAP_AGAIN:
1132                                 goto keep_locked;
1133                         case SWAP_MLOCK:
1134                                 goto cull_mlocked;
1135                         case SWAP_LZFREE:
1136                                 goto lazyfree;
1137                         case SWAP_SUCCESS:
1138                                 ; /* try to free the page below */
1139                         }
1140                 }
1141
1142                 if (PageDirty(page)) {
1143                         /*
1144                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1145                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1146                          * if many dirty pages have been encountered.
1147                          */
1148                         if (page_is_file_cache(page) &&
1149                                         (!current_is_kswapd() ||
1150                                          !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1151                                 /*
1152                                  * Immediately reclaim when written back.
1153                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1154                                  * except we already have the page isolated
1155                                  * and know it's dirty
1156                                  */
1157                                 inc_node_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1158                                 SetPageReclaim(page);
1159
1160                                 goto keep_locked;
1161                         }
1162
1163                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1164                                 goto keep_locked;
1165                         if (!may_enter_fs)
1166                                 goto keep_locked;
1167                         if (!sc->may_writepage)
1168                                 goto keep_locked;
1169
1170                         /*
1171                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1172                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1173                          * starts and then write it out here.
1174                          */
1175                         try_to_unmap_flush_dirty();
1176                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1177                         case PAGE_KEEP:
1178                                 goto keep_locked;
1179                         case PAGE_ACTIVATE:
1180                                 goto activate_locked;
1181                         case PAGE_SUCCESS:
1182                                 if (PageWriteback(page))
1183                                         goto keep;
1184                                 if (PageDirty(page))
1185                                         goto keep;
1186
1187                                 /*
1188                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1189                                  * ahead and try to reclaim the page.
1190                                  */
1191                                 if (!trylock_page(page))
1192                                         goto keep;
1193                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1194                                         goto keep_locked;
1195                                 mapping = page_mapping(page);
1196                         case PAGE_CLEAN:
1197                                 ; /* try to free the page below */
1198                         }
1199                 }
1200
1201                 /*
1202                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1203                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1204                  * the page as well.
1205                  *
1206                  * We do this even if the page is PageDirty().
1207                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1208                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1209                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1210                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1211                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1212                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1213                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1214                  *
1215                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1216                  * the pages which were not successfully invalidated in
1217                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1218                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1219                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1220                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1221                  */
1222                 if (page_has_private(page)) {
1223                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1224                                 goto activate_locked;
1225                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1226                                 unlock_page(page);
1227                                 if (put_page_testzero(page))
1228                                         goto free_it;
1229                                 else {
1230                                         /*
1231                                          * rare race with speculative reference.
1232                                          * the speculative reference will free
1233                                          * this page shortly, so we may
1234                                          * increment nr_reclaimed here (and
1235                                          * leave it off the LRU).
1236                                          */
1237                                         nr_reclaimed++;
1238                                         continue;
1239                                 }
1240                         }
1241                 }
1242
1243 lazyfree:
1244                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1245                         goto keep_locked;
1246
1247                 /*
1248                  * At this point, we have no other references and there is
1249                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1250                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1251                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1252                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1253                  */
1254                 __ClearPageLocked(page);
1255 free_it:
1256                 if (ret == SWAP_LZFREE)
1257                         count_vm_event(PGLAZYFREED);
1258
1259                 nr_reclaimed++;
1260
1261                 /*
1262                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1263                  * appear not as the counts should be low
1264                  */
1265                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1266                 continue;
1267
1268 cull_mlocked:
1269                 if (PageSwapCache(page))
1270                         try_to_free_swap(page);
1271                 unlock_page(page);
1272                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1273                 continue;
1274
1275 activate_locked:
1276                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1277                 if (PageSwapCache(page) && mem_cgroup_swap_full(page))
1278                         try_to_free_swap(page);
1279                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1280                 SetPageActive(page);
1281                 pgactivate++;
1282 keep_locked:
1283                 unlock_page(page);
1284 keep:
1285                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1286                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1287         }
1288
1289         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1290         try_to_unmap_flush();
1291         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1292
1293         list_splice(&ret_pages, page_list);
1294         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1295
1296         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1297         *ret_nr_congested += nr_congested;
1298         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1299         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1300         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1301         return nr_reclaimed;
1302 }
1303
1304 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1305                                             struct list_head *page_list)
1306 {
1307         struct scan_control sc = {
1308                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1309                 .priority = DEF_PRIORITY,
1310                 .may_unmap = 1,
1311         };
1312         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1313         struct page *page, *next;
1314         LIST_HEAD(clean_pages);
1315
1316         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1317                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1318                     !__PageMovable(page)) {
1319                         ClearPageActive(page);
1320                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1321                 }
1322         }
1323
1324         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone->zone_pgdat, &sc,
1325                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1326                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1327         list_splice(&clean_pages, page_list);
1328         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1329         return ret;
1330 }
1331
1332 /*
1333  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1334  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1335  * freed elsewhere are also ignored.
1336  *
1337  * page:        page to consider
1338  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1339  *
1340  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1341  */
1342 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1343 {
1344         int ret = -EINVAL;
1345
1346         /* Only take pages on the LRU. */
1347         if (!PageLRU(page))
1348                 return ret;
1349
1350         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1351         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1352                 return ret;
1353
1354         ret = -EBUSY;
1355
1356         /*
1357          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1358          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1359          * blocking - clean pages for the most part.
1360          *
1361          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1362          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1363          *
1364          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1365          * that it is possible to migrate without blocking
1366          */
1367         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1368                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1369                 if (PageWriteback(page))
1370                         return ret;
1371
1372                 if (PageDirty(page)) {
1373                         struct address_space *mapping;
1374
1375                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1376                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1377                                 return ret;
1378
1379                         /*
1380                          * Only pages without mappings or that have a
1381                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1382                          * without blocking
1383                          */
1384                         mapping = page_mapping(page);
1385                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1386                                 return ret;
1387                 }
1388         }
1389
1390         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1391                 return ret;
1392
1393         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1394                 /*
1395                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1396                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1397                  * page release code relies on it.
1398                  */
1399                 ClearPageLRU(page);
1400                 ret = 0;
1401         }
1402
1403         return ret;
1404 }
1405
1406
1407 /*
1408  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
1409  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a santity check.
1410  */
1411 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
1412                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
1413 {
1414         int zid;
1415
1416         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1417                 if (!nr_zone_taken[zid])
1418                         continue;
1419
1420                 __update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1421 #ifdef CONFIG_MEMCG
1422                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
1423 #endif
1424         }
1425
1426 }
1427
1428 /*
1429  * zone_lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1430  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1431  * and working on them outside the LRU lock.
1432  *
1433  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1434  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1435  *
1436  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1437  *
1438  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1439  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1440  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1441  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1442  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1443  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1444  * @lru:        LRU list id for isolating
1445  *
1446  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1447  */
1448 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1449                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1450                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1451                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1452 {
1453         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1454         unsigned long nr_taken = 0;
1455         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
1456         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
1457         unsigned long scan, nr_pages;
1458         LIST_HEAD(pages_skipped);
1459
1460         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1461                                         !list_empty(src);) {
1462                 struct page *page;
1463
1464                 page = lru_to_page(src);
1465                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1466
1467                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1468
1469                 if (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) {
1470                         list_move(&page->lru, &pages_skipped);
1471                         nr_skipped[page_zonenum(page)]++;
1472                         continue;
1473                 }
1474
1475                 /*
1476                  * Account for scanned and skipped separetly to avoid the pgdat
1477                  * being prematurely marked unreclaimable by pgdat_reclaimable.
1478                  */
1479                 scan++;
1480
1481                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1482                 case 0:
1483                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1484                         nr_taken += nr_pages;
1485                         nr_zone_taken[page_zonenum(page)] += nr_pages;
1486                         list_move(&page->lru, dst);
1487                         break;
1488
1489                 case -EBUSY:
1490                         /* else it is being freed elsewhere */
1491                         list_move(&page->lru, src);
1492                         continue;
1493
1494                 default:
1495                         BUG();
1496                 }
1497         }
1498
1499         /*
1500          * Splice any skipped pages to the start of the LRU list. Note that
1501          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
1502          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
1503          * scanning would soon rescan the same pages to skip and put the
1504          * system at risk of premature OOM.
1505          */
1506         if (!list_empty(&pages_skipped)) {
1507                 int zid;
1508                 unsigned long total_skipped = 0;
1509
1510                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1511                         if (!nr_skipped[zid])
1512                                 continue;
1513
1514                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
1515                         total_skipped += nr_skipped[zid];
1516                 }
1517
1518                 /*
1519                  * Account skipped pages as a partial scan as the pgdat may be
1520                  * close to unreclaimable. If the LRU list is empty, account
1521                  * skipped pages as a full scan.
1522                  */
1523                 scan += list_empty(src) ? total_skipped : total_skipped >> 2;
1524
1525                 list_splice(&pages_skipped, src);
1526         }
1527         *nr_scanned = scan;
1528         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan, scan,
1529                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1530         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
1531         return nr_taken;
1532 }
1533
1534 /**
1535  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1536  * @page: page to isolate from its LRU list
1537  *
1538  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1539  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1540  *
1541  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1542  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1543  *
1544  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1545  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1546  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1547  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1548  *
1549  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1550  * found will be decremented.
1551  *
1552  * Restrictions:
1553  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1554  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1555  *     without a stable reference).
1556  * (2) the lru_lock must not be held.
1557  * (3) interrupts must be enabled.
1558  */
1559 int isolate_lru_page(struct page *page)
1560 {
1561         int ret = -EBUSY;
1562
1563         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1564         WARN_RATELIMIT(PageTail(page), "trying to isolate tail page");
1565
1566         if (PageLRU(page)) {
1567                 struct zone *zone = page_zone(page);
1568                 struct lruvec *lruvec;
1569
1570                 spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
1571                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
1572                 if (PageLRU(page)) {
1573                         int lru = page_lru(page);
1574                         get_page(page);
1575                         ClearPageLRU(page);
1576                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1577                         ret = 0;
1578                 }
1579                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
1580         }
1581         return ret;
1582 }
1583
1584 /*
1585  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1586  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1587  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1588  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1589  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1590  */
1591 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
1592                 struct scan_control *sc)
1593 {
1594         unsigned long inactive, isolated;
1595
1596         if (current_is_kswapd())
1597                 return 0;
1598
1599         if (!sane_reclaim(sc))
1600                 return 0;
1601
1602         if (file) {
1603                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
1604                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
1605         } else {
1606                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
1607                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
1608         }
1609
1610         /*
1611          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1612          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1613          * deadlock.
1614          */
1615         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1616                 inactive >>= 3;
1617
1618         return isolated > inactive;
1619 }
1620
1621 static noinline_for_stack void
1622 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1623 {
1624         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1625         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1626         LIST_HEAD(pages_to_free);
1627
1628         /*
1629          * Put back any unfreeable pages.
1630          */
1631         while (!list_empty(page_list)) {
1632                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1633                 int lru;
1634
1635                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1636                 list_del(&page->lru);
1637                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1638                         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1639                         putback_lru_page(page);
1640                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1641                         continue;
1642                 }
1643
1644                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1645
1646                 SetPageLRU(page);
1647                 lru = page_lru(page);
1648                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1649
1650                 if (is_active_lru(lru)) {
1651                         int file = is_file_lru(lru);
1652                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1653                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1654                 }
1655                 if (put_page_testzero(page)) {
1656                         __ClearPageLRU(page);
1657                         __ClearPageActive(page);
1658                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1659
1660                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1661                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1662                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1663                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1664                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1665                         } else
1666                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1667                 }
1668         }
1669
1670         /*
1671          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1672          */
1673         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1678  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1679  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1680  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1681  */
1682 static int current_may_throttle(void)
1683 {
1684         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1685                 current->backing_dev_info == NULL ||
1686                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1687 }
1688
1689 static bool inactive_reclaimable_pages(struct lruvec *lruvec,
1690                                 struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1691 {
1692         int zid;
1693         struct zone *zone;
1694         int file = is_file_lru(lru);
1695         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1696
1697         if (!global_reclaim(sc))
1698                 return true;
1699
1700         for (zid = sc->reclaim_idx; zid >= 0; zid--) {
1701                 zone = &pgdat->node_zones[zid];
1702                 if (!managed_zone(zone))
1703                         continue;
1704
1705                 if (zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_LRU_BASE +
1706                                 LRU_FILE * file) >= SWAP_CLUSTER_MAX)
1707                         return true;
1708         }
1709
1710         return false;
1711 }
1712
1713 /*
1714  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
1715  * of reclaimed pages
1716  */
1717 static noinline_for_stack unsigned long
1718 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1719                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1720 {
1721         LIST_HEAD(page_list);
1722         unsigned long nr_scanned;
1723         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1724         unsigned long nr_taken;
1725         unsigned long nr_dirty = 0;
1726         unsigned long nr_congested = 0;
1727         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1728         unsigned long nr_writeback = 0;
1729         unsigned long nr_immediate = 0;
1730         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1731         int file = is_file_lru(lru);
1732         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1733         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1734
1735         if (!inactive_reclaimable_pages(lruvec, sc, lru))
1736                 return 0;
1737
1738         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
1739                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1740
1741                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1742                 if (fatal_signal_pending(current))
1743                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1744         }
1745
1746         lru_add_drain();
1747
1748         if (!sc->may_unmap)
1749                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1750         if (!sc->may_writepage)
1751                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1752
1753         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1754
1755         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1756                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1757
1758         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1759         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1760
1761         if (global_reclaim(sc)) {
1762                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1763                 if (current_is_kswapd())
1764                         __count_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, nr_scanned);
1765                 else
1766                         __count_vm_events(PGSCAN_DIRECT, nr_scanned);
1767         }
1768         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1769
1770         if (nr_taken == 0)
1771                 return 0;
1772
1773         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, pgdat, sc, TTU_UNMAP,
1774                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1775                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1776                                 false);
1777
1778         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1779
1780         if (global_reclaim(sc)) {
1781                 if (current_is_kswapd())
1782                         __count_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, nr_reclaimed);
1783                 else
1784                         __count_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, nr_reclaimed);
1785         }
1786
1787         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1788
1789         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1790
1791         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1792
1793         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1794         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1795
1796         /*
1797          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1798          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1799          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1800          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1801          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1802          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1803          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1804          * same way balance_dirty_pages() manages.
1805          *
1806          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1807          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1808          * are encountered in the nr_immediate check below.
1809          */
1810         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1811                 set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
1812
1813         /*
1814          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1815          * stalling here.
1816          */
1817         if (sane_reclaim(sc)) {
1818                 /*
1819                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1820                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1821                  */
1822                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1823                         set_bit(PGDAT_CONGESTED, &pgdat->flags);
1824
1825                 /*
1826                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1827                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1828                  * the pgdat PGDAT_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1829                  * reclaim context.
1830                  */
1831                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1832                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
1833
1834                 /*
1835                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1836                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1837                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1838                  * they are written so also forcibly stall.
1839                  */
1840                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1841                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1842         }
1843
1844         /*
1845          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1846          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1847          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1848          */
1849         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1850             current_may_throttle())
1851                 wait_iff_congested(pgdat, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1852
1853         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
1854                         nr_scanned, nr_reclaimed,
1855                         sc->priority, file);
1856         return nr_reclaimed;
1857 }
1858
1859 /*
1860  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1861  *
1862  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1863  * processes, from rmap.
1864  *
1865  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1866  * appropriate to hold zone_lru_lock across the whole operation.  But if
1867  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1868  * should drop zone_lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1869  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1870  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1871  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1872  *
1873  * The downside is that we have to touch page->_refcount against each page.
1874  * But we had to alter page->flags anyway.
1875  */
1876
1877 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1878                                      struct list_head *list,
1879                                      struct list_head *pages_to_free,
1880                                      enum lru_list lru)
1881 {
1882         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1883         unsigned long pgmoved = 0;
1884         struct page *page;
1885         int nr_pages;
1886
1887         while (!list_empty(list)) {
1888                 page = lru_to_page(list);
1889                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1890
1891                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1892                 SetPageLRU(page);
1893
1894                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1895                 update_lru_size(lruvec, lru, page_zonenum(page), nr_pages);
1896                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1897                 pgmoved += nr_pages;
1898
1899                 if (put_page_testzero(page)) {
1900                         __ClearPageLRU(page);
1901                         __ClearPageActive(page);
1902                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1903
1904                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1905                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1906                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1907                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1908                                 spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1909                         } else
1910                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1911                 }
1912         }
1913
1914         if (!is_active_lru(lru))
1915                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1916 }
1917
1918 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1919                                struct lruvec *lruvec,
1920                                struct scan_control *sc,
1921                                enum lru_list lru)
1922 {
1923         unsigned long nr_taken;
1924         unsigned long nr_scanned;
1925         unsigned long vm_flags;
1926         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1927         LIST_HEAD(l_active);
1928         LIST_HEAD(l_inactive);
1929         struct page *page;
1930         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1931         unsigned long nr_rotated = 0;
1932         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1933         int file = is_file_lru(lru);
1934         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
1935
1936         lru_add_drain();
1937
1938         if (!sc->may_unmap)
1939                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1940         if (!sc->may_writepage)
1941                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1942
1943         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
1944
1945         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1946                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1947
1948         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1949         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1950
1951         if (global_reclaim(sc))
1952                 __mod_node_page_state(pgdat, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1953         __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
1954
1955         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
1956
1957         while (!list_empty(&l_hold)) {
1958                 cond_resched();
1959                 page = lru_to_page(&l_hold);
1960                 list_del(&page->lru);
1961
1962                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1963                         putback_lru_page(page);
1964                         continue;
1965                 }
1966
1967                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1968                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1969                                 if (page_has_private(page))
1970                                         try_to_release_page(page, 0);
1971                                 unlock_page(page);
1972                         }
1973                 }
1974
1975                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1976                                     &vm_flags)) {
1977                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1978                         /*
1979                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1980                          * give them one more trip around the active list. So
1981                          * that executable code get better chances to stay in
1982                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1983                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1984                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1985                          * so we ignore them here.
1986                          */
1987                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1988                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1989                                 continue;
1990                         }
1991                 }
1992
1993                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1994                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1995         }
1996
1997         /*
1998          * Move pages back to the lru list.
1999          */
2000         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2001         /*
2002          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
2003          * even though only some of them are actually re-activated.  This
2004          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
2005          * get_scan_count.
2006          */
2007         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
2008
2009         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
2010         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
2011         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2012         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2013
2014         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
2015         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
2016 }
2017
2018 /*
2019  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2020  * to do too much work.
2021  *
2022  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2023  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2024  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2025  *
2026  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2027  * page has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2028  *
2029  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE pages
2030  * on this LRU, maintained by the pageout code. A zone->inactive_ratio
2031  * of 3 means 3:1 or 25% of the pages are kept on the inactive list.
2032  *
2033  * total     target    max
2034  * memory    ratio     inactive
2035  * -------------------------------------
2036  *   10MB       1         5MB
2037  *  100MB       1        50MB
2038  *    1GB       3       250MB
2039  *   10GB      10       0.9GB
2040  *  100GB      31         3GB
2041  *    1TB     101        10GB
2042  *   10TB     320        32GB
2043  */
2044 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, bool file,
2045                                                 struct scan_control *sc)
2046 {
2047         unsigned long inactive_ratio;
2048         unsigned long inactive, active;
2049         enum lru_list inactive_lru = file * LRU_FILE;
2050         enum lru_list active_lru = file * LRU_FILE + LRU_ACTIVE;
2051         unsigned long gb;
2052
2053         /*
2054          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
2055          * is pointless.
2056          */
2057         if (!file && !total_swap_pages)
2058                 return false;
2059
2060         inactive = lruvec_lru_size(lruvec, inactive_lru, sc->reclaim_idx);
2061         active = lruvec_lru_size(lruvec, active_lru, sc->reclaim_idx);
2062
2063         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2064         if (gb)
2065                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2066         else
2067                 inactive_ratio = 1;
2068
2069         return inactive * inactive_ratio < active;
2070 }
2071
2072 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2073                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2074 {
2075         if (is_active_lru(lru)) {
2076                 if (inactive_list_is_low(lruvec, is_file_lru(lru), sc))
2077                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2078                 return 0;
2079         }
2080
2081         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2082 }
2083
2084 enum scan_balance {
2085         SCAN_EQUAL,
2086         SCAN_FRACT,
2087         SCAN_ANON,
2088         SCAN_FILE,
2089 };
2090
2091 /*
2092  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
2093  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
2094  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
2095  * onto the active list instead of evict.
2096  *
2097  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2098  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2099  */
2100 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct mem_cgroup *memcg,
2101                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2102                            unsigned long *lru_pages)
2103 {
2104         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2105         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2106         u64 fraction[2];
2107         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2108         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2109         unsigned long anon_prio, file_prio;
2110         enum scan_balance scan_balance;
2111         unsigned long anon, file;
2112         bool force_scan = false;
2113         unsigned long ap, fp;
2114         enum lru_list lru;
2115         bool some_scanned;
2116         int pass;
2117
2118         /*
2119          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2120          * results in no scanning on this priority and a potential
2121          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2122          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2123          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2124          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2125          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2126          * well.
2127          */
2128         if (current_is_kswapd()) {
2129                 if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
2130                         force_scan = true;
2131                 if (!mem_cgroup_online(memcg))
2132                         force_scan = true;
2133         }
2134         if (!global_reclaim(sc))
2135                 force_scan = true;
2136
2137         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2138         if (!sc->may_swap || mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) <= 0) {
2139                 scan_balance = SCAN_FILE;
2140                 goto out;
2141         }
2142
2143         /*
2144          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2145          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2146          * disable swapping for individual groups completely when
2147          * using the memory controller's swap limit feature would be
2148          * too expensive.
2149          */
2150         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2151                 scan_balance = SCAN_FILE;
2152                 goto out;
2153         }
2154
2155         /*
2156          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2157          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2158          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2159          */
2160         if (!sc->priority && swappiness) {
2161                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2162                 goto out;
2163         }
2164
2165         /*
2166          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2167          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2168          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2169          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2170          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2171          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2172          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2173          */
2174         if (global_reclaim(sc)) {
2175                 unsigned long pgdatfile;
2176                 unsigned long pgdatfree;
2177                 int z;
2178                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2179
2180                 pgdatfree = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2181                 pgdatfile = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2182                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2183
2184                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2185                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2186                         if (!managed_zone(zone))
2187                                 continue;
2188
2189                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
2190                 }
2191
2192                 if (unlikely(pgdatfile + pgdatfree <= total_high_wmark)) {
2193                         scan_balance = SCAN_ANON;
2194                         goto out;
2195                 }
2196         }
2197
2198         /*
2199          * If there is enough inactive page cache, i.e. if the size of the
2200          * inactive list is greater than that of the active list *and* the
2201          * inactive list actually has some pages to scan on this priority, we
2202          * do not reclaim anything from the anonymous working set right now.
2203          * Without the second condition we could end up never scanning an
2204          * lruvec even if it has plenty of old anonymous pages unless the
2205          * system is under heavy pressure.
2206          */
2207         if (!inactive_list_is_low(lruvec, true, sc) &&
2208             lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, sc->reclaim_idx) >> sc->priority) {
2209                 scan_balance = SCAN_FILE;
2210                 goto out;
2211         }
2212
2213         scan_balance = SCAN_FRACT;
2214
2215         /*
2216          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2217          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2218          */
2219         anon_prio = swappiness;
2220         file_prio = 200 - anon_prio;
2221
2222         /*
2223          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2224          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2225          * ratios to determine how valuable each cache is.
2226          *
2227          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2228          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2229          * up weighing recent references more than old ones.
2230          *
2231          * anon in [0], file in [1]
2232          */
2233
2234         anon  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES) +
2235                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON, MAX_NR_ZONES);
2236         file  = lruvec_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES) +
2237                 lruvec_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE, MAX_NR_ZONES);
2238
2239         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2240         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2241                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2242                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2243         }
2244
2245         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2246                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2247                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2248         }
2249
2250         /*
2251          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2252          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2253          * each list that were recently referenced and in active use.
2254          */
2255         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2256         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2257
2258         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2259         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2260         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2261
2262         fraction[0] = ap;
2263         fraction[1] = fp;
2264         denominator = ap + fp + 1;
2265 out:
2266         some_scanned = false;
2267         /* Only use force_scan on second pass. */
2268         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2269                 *lru_pages = 0;
2270                 for_each_evictable_lru(lru) {
2271                         int file = is_file_lru(lru);
2272                         unsigned long size;
2273                         unsigned long scan;
2274
2275                         size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
2276                         scan = size >> sc->priority;
2277
2278                         if (!scan && pass && force_scan)
2279                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2280
2281                         switch (scan_balance) {
2282                         case SCAN_EQUAL:
2283                                 /* Scan lists relative to size */
2284                                 break;
2285                         case SCAN_FRACT:
2286                                 /*
2287                                  * Scan types proportional to swappiness and
2288                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2289                                  */
2290                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2291                                                         denominator);
2292                                 break;
2293                         case SCAN_FILE:
2294                         case SCAN_ANON:
2295                                 /* Scan one type exclusively */
2296                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2297                                         size = 0;
2298                                         scan = 0;
2299                                 }
2300                                 break;
2301                         default:
2302                                 /* Look ma, no brain */
2303                                 BUG();
2304                         }
2305
2306                         *lru_pages += size;
2307                         nr[lru] = scan;
2308
2309                         /*
2310                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2311                          * if we found something to scan.
2312                          */
2313                         some_scanned |= !!scan;
2314                 }
2315         }
2316 }
2317
2318 /*
2319  * This is a basic per-node page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2320  */
2321 static void shrink_node_memcg(struct pglist_data *pgdat, struct mem_cgroup *memcg,
2322                               struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2323 {
2324         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
2325         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2326         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2327         unsigned long nr_to_scan;
2328         enum lru_list lru;
2329         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2330         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2331         struct blk_plug plug;
2332         bool scan_adjusted;
2333
2334         get_scan_count(lruvec, memcg, sc, nr, lru_pages);
2335
2336         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2337         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2338
2339         /*
2340          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2341          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2342          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2343          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2344          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2345          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2346          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2347          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2348          * dropped to zero at the first pass.
2349          */
2350         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2351                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2352
2353         blk_start_plug(&plug);
2354         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2355                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2356                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2357                 unsigned long nr_scanned;
2358
2359                 for_each_evictable_lru(lru) {
2360                         if (nr[lru]) {
2361                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2362                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2363
2364                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2365                                                             lruvec, sc);
2366                         }
2367                 }
2368
2369                 cond_resched();
2370
2371                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2372                         continue;
2373
2374                 /*
2375                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2376                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2377                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2378                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2379                  * proportional to the original scan target.
2380                  */
2381                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2382                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2383
2384                 /*
2385                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2386                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2387                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2388                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2389                  */
2390                 if (!nr_file || !nr_anon)
2391                         break;
2392
2393                 if (nr_file > nr_anon) {
2394                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2395                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2396                         lru = LRU_BASE;
2397                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2398                 } else {
2399                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2400                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2401                         lru = LRU_FILE;
2402                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2403                 }
2404
2405                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2406                 nr[lru] = 0;
2407                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2408
2409                 /*
2410                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2411                  * scan target and the percentage scanning already complete
2412                  */
2413                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2414                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2415                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2416                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2417
2418                 lru += LRU_ACTIVE;
2419                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2420                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2421                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2422
2423                 scan_adjusted = true;
2424         }
2425         blk_finish_plug(&plug);
2426         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2427
2428         /*
2429          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2430          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2431          */
2432         if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
2433                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2434                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2435 }
2436
2437 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2438 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2439 {
2440         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2441                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2442                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2443                 return true;
2444
2445         return false;
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2450  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2451  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2452  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2453  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2454  */
2455 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
2456                                         unsigned long nr_reclaimed,
2457                                         unsigned long nr_scanned,
2458                                         struct scan_control *sc)
2459 {
2460         unsigned long pages_for_compaction;
2461         unsigned long inactive_lru_pages;
2462         int z;
2463
2464         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2465         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2466                 return false;
2467
2468         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2469         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2470                 /*
2471                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2472                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2473                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2474                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2475                  */
2476                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2477                         return false;
2478         } else {
2479                 /*
2480                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2481                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2482                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2483                  * pages that were scanned. This will return to the
2484                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2485                  * the resulting allocation attempt fails
2486                  */
2487                 if (!nr_reclaimed)
2488                         return false;
2489         }
2490
2491         /*
2492          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2493          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2494          */
2495         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
2496         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2497         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2498                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2499         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2500                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2501                 return true;
2502
2503         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2504         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
2505                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2506                 if (!managed_zone(zone))
2507                         continue;
2508
2509                 switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx)) {
2510                 case COMPACT_SUCCESS:
2511                 case COMPACT_CONTINUE:
2512                         return false;
2513                 default:
2514                         /* check next zone */
2515                         ;
2516                 }
2517         }
2518         return true;
2519 }
2520
2521 static bool shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2522 {
2523         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2524         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2525         bool reclaimable = false;
2526
2527         do {
2528                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2529                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2530                         .pgdat = pgdat,
2531                         .priority = sc->priority,
2532                 };
2533                 unsigned long node_lru_pages = 0;
2534                 struct mem_cgroup *memcg;
2535
2536                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2537                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2538
2539                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2540                 do {
2541                         unsigned long lru_pages;
2542                         unsigned long reclaimed;
2543                         unsigned long scanned;
2544
2545                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2546                                 if (!sc->may_thrash)
2547                                         continue;
2548                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2549                         }
2550
2551                         reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2552                         scanned = sc->nr_scanned;
2553
2554                         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, sc, &lru_pages);
2555                         node_lru_pages += lru_pages;
2556
2557                         if (memcg)
2558                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id,
2559                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2560                                             lru_pages);
2561
2562                         /* Record the group's reclaim efficiency */
2563                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
2564                                    sc->nr_scanned - scanned,
2565                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
2566
2567                         /*
2568                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2569                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2570                          * node.
2571                          *
2572                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2573                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2574                          * retry with decreasing priority if one round over the
2575                          * whole hierarchy is not sufficient.
2576                          */
2577                         if (!global_reclaim(sc) &&
2578                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2579                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2580                                 break;
2581                         }
2582                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2583
2584                 /*
2585                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2586                  * the eligible LRU pages were scanned.
2587                  */
2588                 if (global_reclaim(sc))
2589                         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, NULL,
2590                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2591                                     node_lru_pages);
2592
2593                 if (reclaim_state) {
2594                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2595                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2596                 }
2597
2598                 /* Record the subtree's reclaim efficiency */
2599                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
2600                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2601                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2602
2603                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2604                         reclaimable = true;
2605
2606         } while (should_continue_reclaim(pgdat, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2607                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2608
2609         return reclaimable;
2610 }
2611
2612 /*
2613  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
2614  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
2615  * should reclaim first.
2616  */
2617 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2618 {
2619         unsigned long watermark;
2620         enum compact_result suitable;
2621
2622         suitable = compaction_suitable(zone, sc->order, 0, sc->reclaim_idx);
2623         if (suitable == COMPACT_SUCCESS)
2624                 /* Allocation should succeed already. Don't reclaim. */
2625                 return true;
2626         if (suitable == COMPACT_SKIPPED)
2627                 /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
2628                 return false;
2629
2630         /*
2631          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
2632          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
2633          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
2634          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
2635          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
2636          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
2637          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
2638          */
2639         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
2640
2641         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
2642 }
2643
2644 /*
2645  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2646  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2647  * request.
2648  *
2649  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2650  * scan then give up on it.
2651  */
2652 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2653 {
2654         struct zoneref *z;
2655         struct zone *zone;
2656         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2657         unsigned long nr_soft_scanned;
2658         gfp_t orig_mask;
2659         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
2660
2661         /*
2662          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2663          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2664          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2665          */
2666         orig_mask = sc->gfp_mask;
2667         if (buffer_heads_over_limit) {
2668                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2669                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2670         }
2671
2672         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2673                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
2674                 /*
2675                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2676                  * to global LRU.
2677                  */
2678                 if (global_reclaim(sc)) {
2679                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2680                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2681                                 continue;
2682
2683                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2684                             !pgdat_reclaimable(zone->zone_pgdat))
2685                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2686
2687                         /*
2688                          * If we already have plenty of memory free for
2689                          * compaction in this zone, don't free any more.
2690                          * Even though compaction is invoked for any
2691                          * non-zero order, only frequent costly order
2692                          * reclamation is disruptive enough to become a
2693                          * noticeable problem, like transparent huge
2694                          * page allocations.
2695                          */
2696                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2697                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2698                             compaction_ready(zone, sc)) {
2699                                 sc->compaction_ready = true;
2700                                 continue;
2701                         }
2702
2703                         /*
2704                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
2705                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
2706                          * node may be shrunk multiple times but in that case
2707                          * the user prefers lower zones being preserved.
2708                          */
2709                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2710                                 continue;
2711
2712                         /*
2713                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2714                          * and returns the number of reclaimed pages and
2715                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2716                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2717                          */
2718                         nr_soft_scanned = 0;
2719                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
2720                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2721                                                 &nr_soft_scanned);
2722                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2723                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2724                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2725                 }
2726
2727                 /* See comment about same check for global reclaim above */
2728                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
2729                         continue;
2730                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
2731                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
2732         }
2733
2734         /*
2735          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2736          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2737          */
2738         sc->gfp_mask = orig_mask;
2739 }
2740
2741 /*
2742  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2743  *
2744  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2745  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2746  *
2747  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2748  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2749  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2750  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2751  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2752  * work, and the allocation attempt will fail.
2753  *
2754  * returns:     0, if no pages reclaimed
2755  *              else, the number of pages reclaimed
2756  */
2757 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2758                                           struct scan_control *sc)
2759 {
2760         int initial_priority = sc->priority;
2761         unsigned long total_scanned = 0;
2762         unsigned long writeback_threshold;
2763 retry:
2764         delayacct_freepages_start();
2765
2766         if (global_reclaim(sc))
2767                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
2768
2769         do {
2770                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2771                                 sc->priority);
2772                 sc->nr_scanned = 0;
2773                 shrink_zones(zonelist, sc);
2774
2775                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2776                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2777                         break;
2778
2779                 if (sc->compaction_ready)
2780                         break;
2781
2782                 /*
2783                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2784                  * writepage even in laptop mode.
2785                  */
2786                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2787                         sc->may_writepage = 1;
2788
2789                 /*
2790                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2791                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2792                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2793                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2794                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2795                  */
2796                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2797                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2798                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2799                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2800                         sc->may_writepage = 1;
2801                 }
2802         } while (--sc->priority >= 0);
2803
2804         delayacct_freepages_end();
2805
2806         if (sc->nr_reclaimed)
2807                 return sc->nr_reclaimed;
2808
2809         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2810         if (sc->compaction_ready)
2811                 return 1;
2812
2813         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2814         if (!sc->may_thrash) {
2815                 sc->priority = initial_priority;
2816                 sc->may_thrash = 1;
2817                 goto retry;
2818         }
2819
2820         return 0;
2821 }
2822
2823 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2824 {
2825         struct zone *zone;
2826         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2827         unsigned long free_pages = 0;
2828         int i;
2829         bool wmark_ok;
2830
2831         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2832                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2833                 if (!managed_zone(zone) ||
2834                     pgdat_reclaimable_pages(pgdat) == 0)
2835                         continue;
2836
2837                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2838                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2839         }
2840
2841         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2842         if (!pfmemalloc_reserve)
2843                 return true;
2844
2845         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2846
2847         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2848         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2849                 pgdat->kswapd_classzone_idx = min(pgdat->kswapd_classzone_idx,
2850                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2851                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2852         }
2853
2854         return wmark_ok;
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2859  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2860  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2861  * when the low watermark is reached.
2862  *
2863  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2864  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2865  */
2866 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2867                                         nodemask_t *nodemask)
2868 {
2869         struct zoneref *z;
2870         struct zone *zone;
2871         pg_data_t *pgdat = NULL;
2872
2873         /*
2874          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2875          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2876          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2877          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2878          * processes to block on log_wait_commit().
2879          */
2880         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2881                 goto out;
2882
2883         /*
2884          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2885          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2886          */
2887         if (fatal_signal_pending(current))
2888                 goto out;
2889
2890         /*
2891          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2892          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2893          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2894          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2895          *
2896          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2897          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2898          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2899          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2900          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2901          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2902          * should make reasonable progress.
2903          */
2904         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2905                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2906                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2907                         continue;
2908
2909                 /* Throttle based on the first usable node */
2910                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2911                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2912                         goto out;
2913                 break;
2914         }
2915
2916         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2917         if (!pgdat)
2918                 goto out;
2919
2920         /* Account for the throttling */
2921         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2922
2923         /*
2924          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2925          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2926          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2927          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2928          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2929          * second before continuing.
2930          */
2931         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2932                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2933                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2934
2935                 goto check_pending;
2936         }
2937
2938         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2939         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2940                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2941
2942 check_pending:
2943         if (fatal_signal_pending(current))
2944                 return true;
2945
2946 out:
2947         return false;
2948 }
2949
2950 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2951                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2952 {
2953         unsigned long nr_reclaimed;
2954         struct scan_control sc = {
2955                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2956                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2957                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
2958                 .order = order,
2959                 .nodemask = nodemask,
2960                 .priority = DEF_PRIORITY,
2961                 .may_writepage = !laptop_mode,
2962                 .may_unmap = 1,
2963                 .may_swap = 1,
2964         };
2965
2966         /*
2967          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2968          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2969          * point.
2970          */
2971         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2972                 return 1;
2973
2974         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2975                                 sc.may_writepage,
2976                                 gfp_mask,
2977                                 sc.reclaim_idx);
2978
2979         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2980
2981         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2982
2983         return nr_reclaimed;
2984 }
2985
2986 #ifdef CONFIG_MEMCG
2987
2988 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
2989                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2990                                                 pg_data_t *pgdat,
2991                                                 unsigned long *nr_scanned)
2992 {
2993         struct scan_control sc = {
2994                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2995                 .target_mem_cgroup = memcg,
2996                 .may_writepage = !laptop_mode,
2997                 .may_unmap = 1,
2998                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
2999                 .may_swap = !noswap,
3000         };
3001         unsigned long lru_pages;
3002
3003         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3004                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
3005
3006         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
3007                                                       sc.may_writepage,
3008                                                       sc.gfp_mask,
3009                                                       sc.reclaim_idx);
3010
3011         /*
3012          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
3013          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
3014          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
3015          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
3016          * the priority and make it zero.
3017          */
3018         shrink_node_memcg(pgdat, memcg, &sc, &lru_pages);
3019
3020         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
3021
3022         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
3023         return sc.nr_reclaimed;
3024 }
3025
3026 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3027                                            unsigned long nr_pages,
3028                                            gfp_t gfp_mask,
3029                                            bool may_swap)
3030 {
3031         struct zonelist *zonelist;
3032         unsigned long nr_reclaimed;
3033         int nid;
3034         struct scan_control sc = {
3035                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3036                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
3037                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
3038                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3039                 .target_mem_cgroup = memcg,
3040                 .priority = DEF_PRIORITY,
3041                 .may_writepage = !laptop_mode,
3042                 .may_unmap = 1,
3043                 .may_swap = may_swap,
3044         };
3045
3046         /*
3047          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
3048          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
3049          * scan does not need to be the current node.
3050          */
3051         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
3052
3053         zonelist = &NODE_DATA(nid)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
3054
3055         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
3056                                             sc.may_writepage,
3057                                             sc.gfp_mask,
3058                                             sc.reclaim_idx);
3059
3060         current->flags |= PF_MEMALLOC;
3061         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3062         current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3063
3064         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
3065
3066         return nr_reclaimed;
3067 }
3068 #endif
3069
3070 static void age_active_anon(struct pglist_data *pgdat,
3071                                 struct scan_control *sc)
3072 {
3073         struct mem_cgroup *memcg;
3074
3075         if (!total_swap_pages)
3076                 return;
3077
3078         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
3079         do {
3080                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
3081
3082                 if (inactive_list_is_low(lruvec, false, sc))
3083                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
3084                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
3085
3086                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
3087         } while (memcg);
3088 }
3089
3090 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order, int classzone_idx)
3091 {
3092         unsigned long mark = high_wmark_pages(zone);
3093
3094         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, classzone_idx))
3095                 return false;
3096
3097         /*
3098          * If any eligible zone is balanced then the node is not considered
3099          * to be congested or dirty
3100          */
3101         clear_bit(PGDAT_CONGESTED, &zone->zone_pgdat->flags);
3102         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &zone->zone_pgdat->flags);
3103
3104         return true;
3105 }
3106
3107 /*
3108  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3109  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3110  *
3111  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3112  */
3113 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3114 {
3115         int i;
3116
3117         /*
3118          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3119          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3120          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3121          * throttled. There is also a potential race if processes get
3122          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3123          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3124          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3125          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3126          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3127          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3128          * that here we are under prepare_to_wait().
3129          */
3130         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3131                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3132
3133         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3134                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3135
3136                 if (!managed_zone(zone))
3137                         continue;
3138
3139                 if (!zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3140                         return false;
3141         }
3142
3143         return true;
3144 }
3145
3146 /*
3147  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
3148  * zone that is currently unbalanced.
3149  *
3150  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3151  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3152  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3153  */
3154 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
3155                                struct scan_control *sc)
3156 {
3157         struct zone *zone;
3158         int z;
3159
3160         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
3161         sc->nr_to_reclaim = 0;
3162         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
3163                 zone = pgdat->node_zones + z;
3164                 if (!managed_zone(zone))
3165                         continue;
3166
3167                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
3168         }
3169
3170         /*
3171          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
3172          * now pressure is applied based on node LRU order.
3173          */
3174         shrink_node(pgdat, sc);
3175
3176         /*
3177          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
3178          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
3179          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
3180          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
3181          * can direct reclaim/compact.
3182          */
3183         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
3184                 sc->order = 0;
3185
3186         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3187 }
3188
3189 /*
3190  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
3191  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
3192  * balanced.
3193  *
3194  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
3195  *
3196  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3197  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3198  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page is that zone
3199  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
3200  * balanced.
3201  */
3202 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3203 {
3204         int i;
3205         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3206         unsigned long nr_soft_scanned;
3207         struct zone *zone;
3208         struct scan_control sc = {
3209                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3210                 .order = order,
3211                 .priority = DEF_PRIORITY,
3212                 .may_writepage = !laptop_mode,
3213                 .may_unmap = 1,
3214                 .may_swap = 1,
3215         };
3216         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3217
3218         do {
3219                 bool raise_priority = true;
3220
3221                 sc.nr_reclaimed = 0;
3222                 sc.reclaim_idx = classzone_idx;
3223
3224                 /*
3225                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
3226                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
3227                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
3228                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
3229                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
3230                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
3231                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
3232                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
3233                  */
3234                 if (buffer_heads_over_limit) {
3235                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
3236                                 zone = pgdat->node_zones + i;
3237                                 if (!managed_zone(zone))
3238                                         continue;
3239
3240                                 sc.reclaim_idx = i;
3241                                 break;
3242                         }
3243                 }
3244
3245                 /*
3246                  * Only reclaim if there are no eligible zones. Check from
3247                  * high to low zone as allocations prefer higher zones.
3248                  * Scanning from low to high zone would allow congestion to be
3249                  * cleared during a very small window when a small low
3250                  * zone was balanced even under extreme pressure when the
3251                  * overall node may be congested. Note that sc.reclaim_idx
3252                  * is not used as buffer_heads_over_limit may have adjusted
3253                  * it.
3254                  */
3255                 for (i = classzone_idx; i >= 0; i--) {
3256                         zone = pgdat->node_zones + i;
3257                         if (!managed_zone(zone))
3258                                 continue;
3259
3260                         if (zone_balanced(zone, sc.order, classzone_idx))
3261                                 goto out;
3262                 }
3263
3264                 /*
3265                  * Do some background aging of the anon list, to give
3266                  * pages a chance to be referenced before reclaiming. All
3267                  * pages are rotated regardless of classzone as this is
3268                  * about consistent aging.
3269                  */
3270                 age_active_anon(pgdat, &sc);
3271
3272                 /*
3273                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3274                  * even in laptop mode.
3275                  */
3276                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2 || !pgdat_reclaimable(pgdat))
3277                         sc.may_writepage = 1;
3278
3279                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
3280                 sc.nr_scanned = 0;
3281                 nr_soft_scanned = 0;
3282                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
3283                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
3284                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3285
3286                 /*
3287                  * There should be no need to raise the scanning priority if
3288                  * enough pages are already being scanned that that high
3289                  * watermark would be met at 100% efficiency.
3290                  */
3291                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
3292                         raise_priority = false;
3293
3294                 /*
3295                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3296                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3297                  * able to safely make forward progress. Wake them
3298                  */
3299                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3300                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3301                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3302
3303                 /* Check if kswapd should be suspending */
3304                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3305                         break;
3306
3307                 /*
3308                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3309                  * progress in reclaiming pages
3310                  */
3311                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3312                         sc.priority--;
3313         } while (sc.priority >= 1);
3314
3315 out:
3316         /*
3317          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
3318          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
3319          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
3320          * remain at the higher level.
3321          */
3322         return sc.order;
3323 }
3324
3325 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
3326                                 unsigned int classzone_idx)
3327 {
3328         long remaining = 0;
3329         DEFINE_WAIT(wait);
3330
3331         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3332                 return;
3333
3334         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3335
3336         /* Try to sleep for a short interval */
3337         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3338                 /*
3339                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3340                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3341                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3342                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3343                  */
3344                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3345
3346                 /*
3347                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
3348                  * allocation of the requested order possible.
3349                  */
3350                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3351
3352                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3353
3354                 /*
3355                  * If woken prematurely then reset kswapd_classzone_idx and
3356                  * order. The values will either be from a wakeup request or
3357                  * the previous request that slept prematurely.
3358                  */
3359                 if (remaining) {
3360                         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3361                         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
3362                 }
3363
3364                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3365                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3366         }
3367
3368         /*
3369          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3370          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3371          */
3372         if (!remaining &&
3373             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, classzone_idx)) {
3374                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3375
3376                 /*
3377                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3378                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3379                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3380                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3381                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3382                  * them before going back to sleep.
3383                  */
3384                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3385
3386                 if (!kthread_should_stop())
3387                         schedule();
3388
3389                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3390         } else {
3391                 if (remaining)
3392                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3393                 else
3394                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3395         }
3396         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3397 }
3398
3399 /*
3400  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3401  * from the init process.
3402  *
3403  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3404  * free memory available even if there is no other activity
3405  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3406  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3407  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3408  *
3409  * If there are applications that are active memory-allocators
3410  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3411  */
3412 static int kswapd(void *p)
3413 {
3414         unsigned int alloc_order, reclaim_order, classzone_idx;
3415         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3416         struct task_struct *tsk = current;
3417
3418         struct reclaim_state reclaim_state = {
3419                 .reclaimed_slab = 0,
3420         };
3421         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3422
3423         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3424
3425         if (!cpumask_empty(cpumask))
3426                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3427         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3428
3429         /*
3430          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3431          * and that if we need more memory we should get access to it
3432          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3433          * never get caught in the normal page freeing logic.
3434          *
3435          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3436          * you need a small amount of memory in order to be able to
3437          * page out something else, and this flag essentially protects
3438          * us from recursively trying to free more memory as we're
3439          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3440          */
3441         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3442         set_freezable();
3443
3444         pgdat->kswapd_order = alloc_order = reclaim_order = 0;
3445         pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx = 0;
3446         for ( ; ; ) {
3447                 bool ret;
3448
3449 kswapd_try_sleep:
3450                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
3451                                         classzone_idx);
3452
3453                 /* Read the new order and classzone_idx */
3454                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3455                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3456                 pgdat->kswapd_order = 0;
3457                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
3458
3459                 ret = try_to_freeze();
3460                 if (kthread_should_stop())
3461                         break;
3462
3463                 /*
3464                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3465                  * after returning from the refrigerator
3466                  */
3467                 if (ret)
3468                         continue;
3469
3470                 /*
3471                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
3472                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
3473                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
3474                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
3475                  * but kcompactd is woken to compact for the original
3476                  * request (alloc_order).
3477                  */
3478                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, classzone_idx,
3479                                                 alloc_order);
3480                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order, classzone_idx);
3481                 if (reclaim_order < alloc_order)
3482                         goto kswapd_try_sleep;
3483
3484                 alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
3485                 classzone_idx = pgdat->kswapd_classzone_idx;
3486         }
3487
3488         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3489         current->reclaim_state = NULL;
3490         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3491
3492         return 0;
3493 }
3494
3495 /*
3496  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3497  */
3498 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3499 {
3500         pg_data_t *pgdat;
3501         int z;
3502
3503         if (!managed_zone(zone))
3504                 return;
3505
3506         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3507                 return;
3508         pgdat = zone->zone_pgdat;
3509         pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
3510         pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
3511         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3512                 return;
3513
3514         /* Only wake kswapd if all zones are unbalanced */
3515         for (z = 0; z <= classzone_idx; z++) {
3516                 zone = pgdat->node_zones + z;
3517                 if (!managed_zone(zone))
3518                         continue;
3519
3520                 if (zone_balanced(zone, order, classzone_idx))
3521                         return;
3522         }
3523
3524         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3525         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3526 }
3527
3528 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3529 /*
3530  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3531  * freed pages.
3532  *
3533  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3534  * LRU order by reclaiming preferentially
3535  * inactive > active > active referenced > active mapped
3536  */
3537 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3538 {
3539         struct reclaim_state reclaim_state;
3540         struct scan_control sc = {
3541                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3542                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3543                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
3544                 .priority = DEF_PRIORITY,
3545                 .may_writepage = 1,
3546                 .may_unmap = 1,
3547                 .may_swap = 1,
3548                 .hibernation_mode = 1,
3549         };
3550         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3551         struct task_struct *p = current;
3552         unsigned long nr_reclaimed;
3553
3554         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3555         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3556         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3557         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3558
3559         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3560
3561         p->reclaim_state = NULL;
3562         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3563         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3564
3565         return nr_reclaimed;
3566 }
3567 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3568
3569 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3570    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3571    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3572    restore their cpu bindings. */
3573 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3574                         void *hcpu)
3575 {
3576         int nid;
3577
3578         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3579                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3580                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3581                         const struct cpumask *mask;
3582
3583                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3584
3585                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3586                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3587                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3588                 }
3589         }
3590         return NOTIFY_OK;
3591 }
3592
3593 /*
3594  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3595  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3596  */
3597 int kswapd_run(int nid)
3598 {
3599         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3600         int ret = 0;
3601
3602         if (pgdat->kswapd)
3603                 return 0;
3604
3605         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3606         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3607                 /* failure at boot is fatal */
3608                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3609                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3610                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3611                 pgdat->kswapd = NULL;
3612         }
3613         return ret;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3618  * hold mem_hotplug_begin/end().
3619  */
3620 void kswapd_stop(int nid)
3621 {
3622         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3623
3624         if (kswapd) {
3625                 kthread_stop(kswapd);
3626                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3627         }
3628 }
3629
3630 static int __init kswapd_init(void)
3631 {
3632         int nid;
3633
3634         swap_setup();
3635         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3636                 kswapd_run(nid);
3637         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3638         return 0;
3639 }
3640
3641 module_init(kswapd_init)
3642
3643 #ifdef CONFIG_NUMA
3644 /*
3645  * Node reclaim mode
3646  *
3647  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
3648  * the watermarks.
3649  */
3650 int node_reclaim_mode __read_mostly;
3651
3652 #define RECLAIM_OFF 0
3653 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3654 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3655 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3656
3657 /*
3658  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3659  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3660  * a zone.
3661  */
3662 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
3663
3664 /*
3665  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
3666  * occur.
3667  */
3668 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3669
3670 /*
3671  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3672  * slab reclaim needs to occur.
3673  */
3674 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3675
3676 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
3677 {
3678         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
3679         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
3680                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
3681
3682         /*
3683          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3684          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3685          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3686          */
3687         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3688 }
3689
3690 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3691 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
3692 {
3693         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3694         unsigned long delta = 0;
3695
3696         /*
3697          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3698          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3699          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
3700          * a better estimate
3701          */
3702         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3703                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
3704         else
3705                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
3706
3707         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3708         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3709                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
3710
3711         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3712         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3713                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3714
3715         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3716 }
3717
3718 /*
3719  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
3720  */
3721 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3722 {
3723         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3724         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3725         struct task_struct *p = current;
3726         struct reclaim_state reclaim_state;
3727         int classzone_idx = gfp_zone(gfp_mask);
3728         struct scan_control sc = {
3729                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3730                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3731                 .order = order,
3732                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
3733                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3734                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3735                 .may_swap = 1,
3736                 .reclaim_idx = classzone_idx,
3737         };
3738
3739         cond_resched();
3740         /*
3741          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3742          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3743          * and RECLAIM_UNMAP.
3744          */
3745         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3746         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3747         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3748         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3749
3750         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages) {
3751                 /*
3752                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3753                  * priorities until we have enough memory freed.
3754                  */
3755                 do {
3756                         shrink_node(pgdat, &sc);
3757                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3758         }
3759
3760         p->reclaim_state = NULL;
3761         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3762         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3763         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3764 }
3765
3766 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3767 {
3768         int ret;
3769
3770         /*
3771          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3772          * slab pages if we are over the defined limits.
3773          *
3774          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3775          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3776          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
3777          * if less than a specified percentage of the node is used by
3778          * unmapped file backed pages.
3779          */
3780         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
3781             sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= pgdat->min_slab_pages)
3782                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3783
3784         if (!pgdat_reclaimable(pgdat))
3785                 return NODE_RECLAIM_FULL;
3786
3787         /*
3788          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3789          */
3790         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3791                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3792
3793         /*
3794          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
3795          * have associated processors. This will favor the local processor
3796          * over remote processors and spread off node memory allocations
3797          * as wide as possible.
3798          */
3799         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
3800                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3801
3802         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
3803                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
3804
3805         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
3806         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
3807
3808         if (!ret)
3809                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3810
3811         return ret;
3812 }
3813 #endif
3814
3815 /*
3816  * page_evictable - test whether a page is evictable
3817  * @page: the page to test
3818  *
3819  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3820  * lists vs unevictable list.
3821  *
3822  * Reasons page might not be evictable:
3823  * (1) page's mapping marked unevictable
3824  * (2) page is part of an mlocked VMA
3825  *
3826  */
3827 int page_evictable(struct page *page)
3828 {
3829         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3830 }
3831
3832 #ifdef CONFIG_SHMEM
3833 /**
3834  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3835  * @pages:      array of pages to check
3836  * @nr_pages:   number of pages to check
3837  *
3838  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3839  *
3840  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3841  */
3842 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3843 {
3844         struct lruvec *lruvec;
3845         struct pglist_data *pgdat = NULL;
3846         int pgscanned = 0;
3847         int pgrescued = 0;
3848         int i;
3849
3850         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3851                 struct page *page = pages[i];
3852                 struct pglist_data *pagepgdat = page_pgdat(page);
3853
3854                 pgscanned++;
3855                 if (pagepgdat != pgdat) {
3856                         if (pgdat)
3857                                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3858                         pgdat = pagepgdat;
3859                         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
3860                 }
3861                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
3862
3863                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3864                         continue;
3865
3866                 if (page_evictable(page)) {
3867                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3868
3869                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3870                         ClearPageUnevictable(page);
3871                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3872                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3873                         pgrescued++;
3874                 }
3875         }
3876
3877         if (pgdat) {
3878                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3879                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3880                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
3881         }
3882 }
3883 #endif /* CONFIG_SHMEM */