Merge remote-tracking branch 'asoc/fix/arizona' into asoc-linus
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / vmscan.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmscan.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
5  *
6  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
7  *  kswapd added: 7.1.96  sct
8  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
9  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
10  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
11  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
12  */
13
14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
15
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/kernel_stat.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagemap.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmpressure.h>
25 #include <linux/vmstat.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/buffer_head.h>  /* for try_to_release_page(),
30                                         buffer_heads_over_limit */
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rmap.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/cpuset.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/rwsem.h>
40 #include <linux/delay.h>
41 #include <linux/kthread.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/memcontrol.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/oom.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/printk.h>
49
50 #include <asm/tlbflush.h>
51 #include <asm/div64.h>
52
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/balloon_compaction.h>
55
56 #include "internal.h"
57
58 #define CREATE_TRACE_POINTS
59 #include <trace/events/vmscan.h>
60
61 struct scan_control {
62         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
63         unsigned long nr_to_reclaim;
64
65         /* This context's GFP mask */
66         gfp_t gfp_mask;
67
68         /* Allocation order */
69         int order;
70
71         /*
72          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
73          * are scanned.
74          */
75         nodemask_t      *nodemask;
76
77         /*
78          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
79          * primary target of this reclaim invocation.
80          */
81         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
82
83         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
84         int priority;
85
86         unsigned int may_writepage:1;
87
88         /* Can mapped pages be reclaimed? */
89         unsigned int may_unmap:1;
90
91         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
92         unsigned int may_swap:1;
93
94         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
95         unsigned int may_thrash:1;
96
97         unsigned int hibernation_mode:1;
98
99         /* One of the zones is ready for compaction */
100         unsigned int compaction_ready:1;
101
102         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
103         unsigned long nr_scanned;
104
105         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
106         unsigned long nr_reclaimed;
107 };
108
109 #define lru_to_page(_head) (list_entry((_head)->prev, struct page, lru))
110
111 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
112 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
113         do {                                                            \
114                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
115                         struct page *prev;                              \
116                                                                         \
117                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
118                         prefetch(&prev->_field);                        \
119                 }                                                       \
120         } while (0)
121 #else
122 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
123 #endif
124
125 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
126 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
127         do {                                                            \
128                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
129                         struct page *prev;                              \
130                                                                         \
131                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
132                         prefetchw(&prev->_field);                       \
133                 }                                                       \
134         } while (0)
135 #else
136 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
137 #endif
138
139 /*
140  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
141  */
142 int vm_swappiness = 60;
143 /*
144  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
145  * zones.
146  */
147 unsigned long vm_total_pages;
148
149 static LIST_HEAD(shrinker_list);
150 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
151
152 #ifdef CONFIG_MEMCG
153 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
154 {
155         return !sc->target_mem_cgroup;
156 }
157
158 /**
159  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
160  * @sc: scan_control in question
161  *
162  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
163  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
164  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
165  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
166  * allocation and configurability.
167  *
168  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
169  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
170  */
171 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
172 {
173         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
174
175         if (!memcg)
176                 return true;
177 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
178         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
179                 return true;
180 #endif
181         return false;
182 }
183 #else
184 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
185 {
186         return true;
187 }
188
189 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
190 {
191         return true;
192 }
193 #endif
194
195 static unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
196 {
197         unsigned long nr;
198
199         nr = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
200              zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
201
202         if (get_nr_swap_pages() > 0)
203                 nr += zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON) +
204                       zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
205
206         return nr;
207 }
208
209 bool zone_reclaimable(struct zone *zone)
210 {
211         return zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED) <
212                 zone_reclaimable_pages(zone) * 6;
213 }
214
215 static unsigned long get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
216 {
217         if (!mem_cgroup_disabled())
218                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
219
220         return zone_page_state(lruvec_zone(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
221 }
222
223 /*
224  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
225  */
226 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
227 {
228         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
229
230         /*
231          * If we only have one possible node in the system anyway, save
232          * ourselves the trouble and disable NUMA aware behavior. This way we
233          * will save memory and some small loop time later.
234          */
235         if (nr_node_ids == 1)
236                 shrinker->flags &= ~SHRINKER_NUMA_AWARE;
237
238         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
239                 size *= nr_node_ids;
240
241         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
242         if (!shrinker->nr_deferred)
243                 return -ENOMEM;
244
245         down_write(&shrinker_rwsem);
246         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
247         up_write(&shrinker_rwsem);
248         return 0;
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
251
252 /*
253  * Remove one
254  */
255 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
256 {
257         down_write(&shrinker_rwsem);
258         list_del(&shrinker->list);
259         up_write(&shrinker_rwsem);
260         kfree(shrinker->nr_deferred);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
263
264 #define SHRINK_BATCH 128
265
266 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
267                                     struct shrinker *shrinker,
268                                     unsigned long nr_scanned,
269                                     unsigned long nr_eligible)
270 {
271         unsigned long freed = 0;
272         unsigned long long delta;
273         long total_scan;
274         long freeable;
275         long nr;
276         long new_nr;
277         int nid = shrinkctl->nid;
278         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
279                                           : SHRINK_BATCH;
280
281         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
282         if (freeable == 0)
283                 return 0;
284
285         /*
286          * copy the current shrinker scan count into a local variable
287          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
288          * don't also do this scanning work.
289          */
290         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
291
292         total_scan = nr;
293         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
294         delta *= freeable;
295         do_div(delta, nr_eligible + 1);
296         total_scan += delta;
297         if (total_scan < 0) {
298                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
299                        shrinker->scan_objects, total_scan);
300                 total_scan = freeable;
301         }
302
303         /*
304          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
305          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
306          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
307          * nr being built up so when a shrink that can do some work
308          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
309          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
310          * memory.
311          *
312          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
313          * a large delta change is calculated directly.
314          */
315         if (delta < freeable / 4)
316                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
317
318         /*
319          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
320          * never try to free more than twice the estimate number of
321          * freeable entries.
322          */
323         if (total_scan > freeable * 2)
324                 total_scan = freeable * 2;
325
326         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
327                                    nr_scanned, nr_eligible,
328                                    freeable, delta, total_scan);
329
330         /*
331          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
332          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
333          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
334          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
335          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
336          * objects spread over several slabs with usage less than the
337          * batch_size.
338          *
339          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
340          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
341          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
342          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
343          * possible.
344          */
345         while (total_scan >= batch_size ||
346                total_scan >= freeable) {
347                 unsigned long ret;
348                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
349
350                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
351                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
352                 if (ret == SHRINK_STOP)
353                         break;
354                 freed += ret;
355
356                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
357                 total_scan -= nr_to_scan;
358
359                 cond_resched();
360         }
361
362         /*
363          * move the unused scan count back into the shrinker in a
364          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
365          * scan, there is no need to do an update.
366          */
367         if (total_scan > 0)
368                 new_nr = atomic_long_add_return(total_scan,
369                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
370         else
371                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
372
373         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
374         return freed;
375 }
376
377 /**
378  * shrink_slab - shrink slab caches
379  * @gfp_mask: allocation context
380  * @nid: node whose slab caches to target
381  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
382  * @nr_scanned: pressure numerator
383  * @nr_eligible: pressure denominator
384  *
385  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
386  *
387  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
388  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
389  *
390  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
391  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
392  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise all shrinkers
393  * are called, and memcg aware shrinkers are supposed to scan the
394  * global list then.
395  *
396  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
397  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
398  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
399  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
400  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
401  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
402  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
403  *
404  * Returns the number of reclaimed slab objects.
405  */
406 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
407                                  struct mem_cgroup *memcg,
408                                  unsigned long nr_scanned,
409                                  unsigned long nr_eligible)
410 {
411         struct shrinker *shrinker;
412         unsigned long freed = 0;
413
414         if (memcg && !memcg_kmem_is_active(memcg))
415                 return 0;
416
417         if (nr_scanned == 0)
418                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
419
420         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
421                 /*
422                  * If we would return 0, our callers would understand that we
423                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
424                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
425                  * time.
426                  */
427                 freed = 1;
428                 goto out;
429         }
430
431         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
432                 struct shrink_control sc = {
433                         .gfp_mask = gfp_mask,
434                         .nid = nid,
435                         .memcg = memcg,
436                 };
437
438                 if (memcg && !(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
439                         continue;
440
441                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
442                         sc.nid = 0;
443
444                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
445         }
446
447         up_read(&shrinker_rwsem);
448 out:
449         cond_resched();
450         return freed;
451 }
452
453 void drop_slab_node(int nid)
454 {
455         unsigned long freed;
456
457         do {
458                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
459
460                 freed = 0;
461                 do {
462                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
463                                              1000, 1000);
464                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
465         } while (freed > 10);
466 }
467
468 void drop_slab(void)
469 {
470         int nid;
471
472         for_each_online_node(nid)
473                 drop_slab_node(nid);
474 }
475
476 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
477 {
478         /*
479          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
480          * that isolated the page, the page cache radix tree and
481          * optional buffer heads at page->private.
482          */
483         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
484 }
485
486 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
487 {
488         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
489                 return 1;
490         if (!inode_write_congested(inode))
491                 return 1;
492         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
493                 return 1;
494         return 0;
495 }
496
497 /*
498  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
499  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
500  * fsync(), msync() or close().
501  *
502  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
503  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
504  * that page is locked, the mapping is pinned.
505  *
506  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
507  * __GFP_FS.
508  */
509 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
510                                 struct page *page, int error)
511 {
512         lock_page(page);
513         if (page_mapping(page) == mapping)
514                 mapping_set_error(mapping, error);
515         unlock_page(page);
516 }
517
518 /* possible outcome of pageout() */
519 typedef enum {
520         /* failed to write page out, page is locked */
521         PAGE_KEEP,
522         /* move page to the active list, page is locked */
523         PAGE_ACTIVATE,
524         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
525         PAGE_SUCCESS,
526         /* page is clean and locked */
527         PAGE_CLEAN,
528 } pageout_t;
529
530 /*
531  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
532  * Calls ->writepage().
533  */
534 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
535                          struct scan_control *sc)
536 {
537         /*
538          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
539          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
540          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
541          * stalls if we need to run get_block().  We could test
542          * PagePrivate for that.
543          *
544          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
545          * this page's queue, we can perform writeback even if that
546          * will block.
547          *
548          * If the page is swapcache, write it back even if that would
549          * block, for some throttling. This happens by accident, because
550          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
551          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
552          */
553         if (!is_page_cache_freeable(page))
554                 return PAGE_KEEP;
555         if (!mapping) {
556                 /*
557                  * Some data journaling orphaned pages can have
558                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
559                  */
560                 if (page_has_private(page)) {
561                         if (try_to_free_buffers(page)) {
562                                 ClearPageDirty(page);
563                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
564                                 return PAGE_CLEAN;
565                         }
566                 }
567                 return PAGE_KEEP;
568         }
569         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
570                 return PAGE_ACTIVATE;
571         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
572                 return PAGE_KEEP;
573
574         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
575                 int res;
576                 struct writeback_control wbc = {
577                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
578                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
579                         .range_start = 0,
580                         .range_end = LLONG_MAX,
581                         .for_reclaim = 1,
582                 };
583
584                 SetPageReclaim(page);
585                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
586                 if (res < 0)
587                         handle_write_error(mapping, page, res);
588                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
589                         ClearPageReclaim(page);
590                         return PAGE_ACTIVATE;
591                 }
592
593                 if (!PageWriteback(page)) {
594                         /* synchronous write or broken a_ops? */
595                         ClearPageReclaim(page);
596                 }
597                 trace_mm_vmscan_writepage(page, trace_reclaim_flags(page));
598                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
599                 return PAGE_SUCCESS;
600         }
601
602         return PAGE_CLEAN;
603 }
604
605 /*
606  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
607  * gets returned with a refcount of 0.
608  */
609 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
610                             bool reclaimed)
611 {
612         unsigned long flags;
613         struct mem_cgroup *memcg;
614
615         BUG_ON(!PageLocked(page));
616         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
617
618         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
619         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
620         /*
621          * The non racy check for a busy page.
622          *
623          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
624          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
625          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
626          * here, then the following race may occur:
627          *
628          * get_user_pages(&page);
629          * [user mapping goes away]
630          * write_to(page);
631          *                              !PageDirty(page)    [good]
632          * SetPageDirty(page);
633          * put_page(page);
634          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
635          *
636          * [oops, our write_to data is lost]
637          *
638          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
639          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
640          * load is not satisfied before that of page->_count.
641          *
642          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
643          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
644          */
645         if (!page_freeze_refs(page, 2))
646                 goto cannot_free;
647         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
648         if (unlikely(PageDirty(page))) {
649                 page_unfreeze_refs(page, 2);
650                 goto cannot_free;
651         }
652
653         if (PageSwapCache(page)) {
654                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
655                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
656                 __delete_from_swap_cache(page);
657                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
658                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
659                 swapcache_free(swap);
660         } else {
661                 void (*freepage)(struct page *);
662                 void *shadow = NULL;
663
664                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
665                 /*
666                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
667                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
668                  *
669                  * But don't store shadows in an address space that is
670                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
671                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
672                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
673                  * back.
674                  */
675                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
676                     !mapping_exiting(mapping))
677                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
678                 __delete_from_page_cache(page, shadow, memcg);
679                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
680                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
681
682                 if (freepage != NULL)
683                         freepage(page);
684         }
685
686         return 1;
687
688 cannot_free:
689         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
690         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
691         return 0;
692 }
693
694 /*
695  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
696  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
697  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
698  * this page.
699  */
700 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
701 {
702         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
703                 /*
704                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
705                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
706                  * atomic operation.
707                  */
708                 page_unfreeze_refs(page, 1);
709                 return 1;
710         }
711         return 0;
712 }
713
714 /**
715  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
716  * @page: page to be put back to appropriate lru list
717  *
718  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
719  * Page may still be unevictable for other reasons.
720  *
721  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
722  */
723 void putback_lru_page(struct page *page)
724 {
725         bool is_unevictable;
726         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
727
728         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
729
730 redo:
731         ClearPageUnevictable(page);
732
733         if (page_evictable(page)) {
734                 /*
735                  * For evictable pages, we can use the cache.
736                  * In event of a race, worst case is we end up with an
737                  * unevictable page on [in]active list.
738                  * We know how to handle that.
739                  */
740                 is_unevictable = false;
741                 lru_cache_add(page);
742         } else {
743                 /*
744                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
745                  * list.
746                  */
747                 is_unevictable = true;
748                 add_page_to_unevictable_list(page);
749                 /*
750                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
751                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
752                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
753                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
754                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
755                  * the page back to the evictable list.
756                  *
757                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
758                  */
759                 smp_mb();
760         }
761
762         /*
763          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
764          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
765          * check after we added it to the list, again.
766          */
767         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
768                 if (!isolate_lru_page(page)) {
769                         put_page(page);
770                         goto redo;
771                 }
772                 /* This means someone else dropped this page from LRU
773                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
774                  * nothing to do here.
775                  */
776         }
777
778         if (was_unevictable && !is_unevictable)
779                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
780         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
781                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
782
783         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
784 }
785
786 enum page_references {
787         PAGEREF_RECLAIM,
788         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
789         PAGEREF_KEEP,
790         PAGEREF_ACTIVATE,
791 };
792
793 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
794                                                   struct scan_control *sc)
795 {
796         int referenced_ptes, referenced_page;
797         unsigned long vm_flags;
798
799         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
800                                           &vm_flags);
801         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
802
803         /*
804          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
805          * move the page to the unevictable list.
806          */
807         if (vm_flags & VM_LOCKED)
808                 return PAGEREF_RECLAIM;
809
810         if (referenced_ptes) {
811                 if (PageSwapBacked(page))
812                         return PAGEREF_ACTIVATE;
813                 /*
814                  * All mapped pages start out with page table
815                  * references from the instantiating fault, so we need
816                  * to look twice if a mapped file page is used more
817                  * than once.
818                  *
819                  * Mark it and spare it for another trip around the
820                  * inactive list.  Another page table reference will
821                  * lead to its activation.
822                  *
823                  * Note: the mark is set for activated pages as well
824                  * so that recently deactivated but used pages are
825                  * quickly recovered.
826                  */
827                 SetPageReferenced(page);
828
829                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
830                         return PAGEREF_ACTIVATE;
831
832                 /*
833                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
834                  */
835                 if (vm_flags & VM_EXEC)
836                         return PAGEREF_ACTIVATE;
837
838                 return PAGEREF_KEEP;
839         }
840
841         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
842         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
843                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
844
845         return PAGEREF_RECLAIM;
846 }
847
848 /* Check if a page is dirty or under writeback */
849 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
850                                        bool *dirty, bool *writeback)
851 {
852         struct address_space *mapping;
853
854         /*
855          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
856          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
857          */
858         if (!page_is_file_cache(page)) {
859                 *dirty = false;
860                 *writeback = false;
861                 return;
862         }
863
864         /* By default assume that the page flags are accurate */
865         *dirty = PageDirty(page);
866         *writeback = PageWriteback(page);
867
868         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
869         if (!page_has_private(page))
870                 return;
871
872         mapping = page_mapping(page);
873         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
874                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
875 }
876
877 /*
878  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
879  */
880 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
881                                       struct zone *zone,
882                                       struct scan_control *sc,
883                                       enum ttu_flags ttu_flags,
884                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
885                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
886                                       unsigned long *ret_nr_congested,
887                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
888                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
889                                       bool force_reclaim)
890 {
891         LIST_HEAD(ret_pages);
892         LIST_HEAD(free_pages);
893         int pgactivate = 0;
894         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
895         unsigned long nr_dirty = 0;
896         unsigned long nr_congested = 0;
897         unsigned long nr_reclaimed = 0;
898         unsigned long nr_writeback = 0;
899         unsigned long nr_immediate = 0;
900
901         cond_resched();
902
903         while (!list_empty(page_list)) {
904                 struct address_space *mapping;
905                 struct page *page;
906                 int may_enter_fs;
907                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
908                 bool dirty, writeback;
909
910                 cond_resched();
911
912                 page = lru_to_page(page_list);
913                 list_del(&page->lru);
914
915                 if (!trylock_page(page))
916                         goto keep;
917
918                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
919                 VM_BUG_ON_PAGE(page_zone(page) != zone, page);
920
921                 sc->nr_scanned++;
922
923                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
924                         goto cull_mlocked;
925
926                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
927                         goto keep_locked;
928
929                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
930                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
931                         sc->nr_scanned++;
932
933                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
934                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
935
936                 /*
937                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
938                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
939                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
940                  * is all dirty unqueued pages.
941                  */
942                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
943                 if (dirty || writeback)
944                         nr_dirty++;
945
946                 if (dirty && !writeback)
947                         nr_unqueued_dirty++;
948
949                 /*
950                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
951                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
952                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
953                  * end of the LRU a second time.
954                  */
955                 mapping = page_mapping(page);
956                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
957                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
958                     (writeback && PageReclaim(page)))
959                         nr_congested++;
960
961                 /*
962                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
963                  * are three cases to consider.
964                  *
965                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
966                  *    under writeback and this page is both under writeback and
967                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
968                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
969                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
970                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
971                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
972                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
973                  *    caller can stall after page list has been processed.
974                  *
975                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
976                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
977                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
978                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
979                  *    reclaim and continue scanning.
980                  *
981                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
982                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
983                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
984                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
985                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
986                  *    would probably show more reasons.
987                  *
988                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
989                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
990                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
991                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
992                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
993                  */
994                 if (PageWriteback(page)) {
995                         /* Case 1 above */
996                         if (current_is_kswapd() &&
997                             PageReclaim(page) &&
998                             test_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags)) {
999                                 nr_immediate++;
1000                                 goto keep_locked;
1001
1002                         /* Case 2 above */
1003                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1004                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1005                                 /*
1006                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1007                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1008                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1009                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1010                                  * enough to care.  What we do want is for this
1011                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1012                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1013                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1014                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1015                                  */
1016                                 SetPageReclaim(page);
1017                                 nr_writeback++;
1018                                 goto keep_locked;
1019
1020                         /* Case 3 above */
1021                         } else {
1022                                 unlock_page(page);
1023                                 wait_on_page_writeback(page);
1024                                 /* then go back and try same page again */
1025                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1026                                 continue;
1027                         }
1028                 }
1029
1030                 if (!force_reclaim)
1031                         references = page_check_references(page, sc);
1032
1033                 switch (references) {
1034                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1035                         goto activate_locked;
1036                 case PAGEREF_KEEP:
1037                         goto keep_locked;
1038                 case PAGEREF_RECLAIM:
1039                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1040                         ; /* try to reclaim the page below */
1041                 }
1042
1043                 /*
1044                  * Anonymous process memory has backing store?
1045                  * Try to allocate it some swap space here.
1046                  */
1047                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1048                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1049                                 goto keep_locked;
1050                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1051                                 goto activate_locked;
1052                         may_enter_fs = 1;
1053
1054                         /* Adding to swap updated mapping */
1055                         mapping = page_mapping(page);
1056                 }
1057
1058                 /*
1059                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1060                  * processes. Try to unmap it here.
1061                  */
1062                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1063                         switch (try_to_unmap(page,
1064                                         ttu_flags|TTU_BATCH_FLUSH)) {
1065                         case SWAP_FAIL:
1066                                 goto activate_locked;
1067                         case SWAP_AGAIN:
1068                                 goto keep_locked;
1069                         case SWAP_MLOCK:
1070                                 goto cull_mlocked;
1071                         case SWAP_SUCCESS:
1072                                 ; /* try to free the page below */
1073                         }
1074                 }
1075
1076                 if (PageDirty(page)) {
1077                         /*
1078                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1079                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1080                          * if many dirty pages have been encountered.
1081                          */
1082                         if (page_is_file_cache(page) &&
1083                                         (!current_is_kswapd() ||
1084                                          !test_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags))) {
1085                                 /*
1086                                  * Immediately reclaim when written back.
1087                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1088                                  * except we already have the page isolated
1089                                  * and know it's dirty
1090                                  */
1091                                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1092                                 SetPageReclaim(page);
1093
1094                                 goto keep_locked;
1095                         }
1096
1097                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1098                                 goto keep_locked;
1099                         if (!may_enter_fs)
1100                                 goto keep_locked;
1101                         if (!sc->may_writepage)
1102                                 goto keep_locked;
1103
1104                         /*
1105                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1106                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1107                          * starts and then write it out here.
1108                          */
1109                         try_to_unmap_flush_dirty();
1110                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1111                         case PAGE_KEEP:
1112                                 goto keep_locked;
1113                         case PAGE_ACTIVATE:
1114                                 goto activate_locked;
1115                         case PAGE_SUCCESS:
1116                                 if (PageWriteback(page))
1117                                         goto keep;
1118                                 if (PageDirty(page))
1119                                         goto keep;
1120
1121                                 /*
1122                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1123                                  * ahead and try to reclaim the page.
1124                                  */
1125                                 if (!trylock_page(page))
1126                                         goto keep;
1127                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1128                                         goto keep_locked;
1129                                 mapping = page_mapping(page);
1130                         case PAGE_CLEAN:
1131                                 ; /* try to free the page below */
1132                         }
1133                 }
1134
1135                 /*
1136                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1137                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1138                  * the page as well.
1139                  *
1140                  * We do this even if the page is PageDirty().
1141                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1142                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1143                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1144                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1145                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1146                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1147                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1148                  *
1149                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1150                  * the pages which were not successfully invalidated in
1151                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1152                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1153                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1154                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1155                  */
1156                 if (page_has_private(page)) {
1157                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1158                                 goto activate_locked;
1159                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1160                                 unlock_page(page);
1161                                 if (put_page_testzero(page))
1162                                         goto free_it;
1163                                 else {
1164                                         /*
1165                                          * rare race with speculative reference.
1166                                          * the speculative reference will free
1167                                          * this page shortly, so we may
1168                                          * increment nr_reclaimed here (and
1169                                          * leave it off the LRU).
1170                                          */
1171                                         nr_reclaimed++;
1172                                         continue;
1173                                 }
1174                         }
1175                 }
1176
1177                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1178                         goto keep_locked;
1179
1180                 /*
1181                  * At this point, we have no other references and there is
1182                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1183                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1184                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1185                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1186                  */
1187                 __clear_page_locked(page);
1188 free_it:
1189                 nr_reclaimed++;
1190
1191                 /*
1192                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1193                  * appear not as the counts should be low
1194                  */
1195                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1196                 continue;
1197
1198 cull_mlocked:
1199                 if (PageSwapCache(page))
1200                         try_to_free_swap(page);
1201                 unlock_page(page);
1202                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1203                 continue;
1204
1205 activate_locked:
1206                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1207                 if (PageSwapCache(page) && vm_swap_full())
1208                         try_to_free_swap(page);
1209                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1210                 SetPageActive(page);
1211                 pgactivate++;
1212 keep_locked:
1213                 unlock_page(page);
1214 keep:
1215                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1216                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1217         }
1218
1219         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1220         try_to_unmap_flush();
1221         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1222
1223         list_splice(&ret_pages, page_list);
1224         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1225
1226         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1227         *ret_nr_congested += nr_congested;
1228         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1229         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1230         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1231         return nr_reclaimed;
1232 }
1233
1234 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1235                                             struct list_head *page_list)
1236 {
1237         struct scan_control sc = {
1238                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1239                 .priority = DEF_PRIORITY,
1240                 .may_unmap = 1,
1241         };
1242         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1243         struct page *page, *next;
1244         LIST_HEAD(clean_pages);
1245
1246         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1247                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1248                     !isolated_balloon_page(page)) {
1249                         ClearPageActive(page);
1250                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1251                 }
1252         }
1253
1254         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone, &sc,
1255                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1256                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1257         list_splice(&clean_pages, page_list);
1258         mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1259         return ret;
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1264  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1265  * freed elsewhere are also ignored.
1266  *
1267  * page:        page to consider
1268  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1269  *
1270  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1271  */
1272 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1273 {
1274         int ret = -EINVAL;
1275
1276         /* Only take pages on the LRU. */
1277         if (!PageLRU(page))
1278                 return ret;
1279
1280         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1281         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1282                 return ret;
1283
1284         ret = -EBUSY;
1285
1286         /*
1287          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1288          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1289          * blocking - clean pages for the most part.
1290          *
1291          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1292          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1293          *
1294          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1295          * that it is possible to migrate without blocking
1296          */
1297         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1298                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1299                 if (PageWriteback(page))
1300                         return ret;
1301
1302                 if (PageDirty(page)) {
1303                         struct address_space *mapping;
1304
1305                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1306                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1307                                 return ret;
1308
1309                         /*
1310                          * Only pages without mappings or that have a
1311                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1312                          * without blocking
1313                          */
1314                         mapping = page_mapping(page);
1315                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1316                                 return ret;
1317                 }
1318         }
1319
1320         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1321                 return ret;
1322
1323         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1324                 /*
1325                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1326                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1327                  * page release code relies on it.
1328                  */
1329                 ClearPageLRU(page);
1330                 ret = 0;
1331         }
1332
1333         return ret;
1334 }
1335
1336 /*
1337  * zone->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1338  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1339  * and working on them outside the LRU lock.
1340  *
1341  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1342  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1343  *
1344  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1345  *
1346  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1347  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1348  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1349  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1350  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1351  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1352  * @lru:        LRU list id for isolating
1353  *
1354  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1355  */
1356 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1357                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1358                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1359                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1360 {
1361         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1362         unsigned long nr_taken = 0;
1363         unsigned long scan;
1364
1365         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1366                                         !list_empty(src); scan++) {
1367                 struct page *page;
1368                 int nr_pages;
1369
1370                 page = lru_to_page(src);
1371                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1372
1373                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1374
1375                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1376                 case 0:
1377                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1378                         mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, -nr_pages);
1379                         list_move(&page->lru, dst);
1380                         nr_taken += nr_pages;
1381                         break;
1382
1383                 case -EBUSY:
1384                         /* else it is being freed elsewhere */
1385                         list_move(&page->lru, src);
1386                         continue;
1387
1388                 default:
1389                         BUG();
1390                 }
1391         }
1392
1393         *nr_scanned = scan;
1394         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->order, nr_to_scan, scan,
1395                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1396         return nr_taken;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1401  * @page: page to isolate from its LRU list
1402  *
1403  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1404  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1405  *
1406  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1407  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1408  *
1409  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1410  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1411  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1412  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1413  *
1414  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1415  * found will be decremented.
1416  *
1417  * Restrictions:
1418  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1419  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1420  *     without a stable reference).
1421  * (2) the lru_lock must not be held.
1422  * (3) interrupts must be enabled.
1423  */
1424 int isolate_lru_page(struct page *page)
1425 {
1426         int ret = -EBUSY;
1427
1428         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1429
1430         if (PageLRU(page)) {
1431                 struct zone *zone = page_zone(page);
1432                 struct lruvec *lruvec;
1433
1434                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1435                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1436                 if (PageLRU(page)) {
1437                         int lru = page_lru(page);
1438                         get_page(page);
1439                         ClearPageLRU(page);
1440                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1441                         ret = 0;
1442                 }
1443                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1444         }
1445         return ret;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1450  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1451  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1452  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1453  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1454  */
1455 static int too_many_isolated(struct zone *zone, int file,
1456                 struct scan_control *sc)
1457 {
1458         unsigned long inactive, isolated;
1459
1460         if (current_is_kswapd())
1461                 return 0;
1462
1463         if (!sane_reclaim(sc))
1464                 return 0;
1465
1466         if (file) {
1467                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
1468                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE);
1469         } else {
1470                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1471                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
1472         }
1473
1474         /*
1475          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1476          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1477          * deadlock.
1478          */
1479         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1480                 inactive >>= 3;
1481
1482         return isolated > inactive;
1483 }
1484
1485 static noinline_for_stack void
1486 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1487 {
1488         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1489         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1490         LIST_HEAD(pages_to_free);
1491
1492         /*
1493          * Put back any unfreeable pages.
1494          */
1495         while (!list_empty(page_list)) {
1496                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1497                 int lru;
1498
1499                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1500                 list_del(&page->lru);
1501                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1502                         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1503                         putback_lru_page(page);
1504                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1505                         continue;
1506                 }
1507
1508                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1509
1510                 SetPageLRU(page);
1511                 lru = page_lru(page);
1512                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1513
1514                 if (is_active_lru(lru)) {
1515                         int file = is_file_lru(lru);
1516                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1517                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1518                 }
1519                 if (put_page_testzero(page)) {
1520                         __ClearPageLRU(page);
1521                         __ClearPageActive(page);
1522                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1523
1524                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1525                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1526                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1527                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1528                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1529                         } else
1530                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1531                 }
1532         }
1533
1534         /*
1535          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1536          */
1537         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1538 }
1539
1540 /*
1541  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1542  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1543  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1544  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1545  */
1546 static int current_may_throttle(void)
1547 {
1548         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1549                 current->backing_dev_info == NULL ||
1550                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1551 }
1552
1553 /*
1554  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_zone().  It returns the number
1555  * of reclaimed pages
1556  */
1557 static noinline_for_stack unsigned long
1558 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1559                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1560 {
1561         LIST_HEAD(page_list);
1562         unsigned long nr_scanned;
1563         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1564         unsigned long nr_taken;
1565         unsigned long nr_dirty = 0;
1566         unsigned long nr_congested = 0;
1567         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1568         unsigned long nr_writeback = 0;
1569         unsigned long nr_immediate = 0;
1570         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1571         int file = is_file_lru(lru);
1572         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1573         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1574
1575         while (unlikely(too_many_isolated(zone, file, sc))) {
1576                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1577
1578                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1579                 if (fatal_signal_pending(current))
1580                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1581         }
1582
1583         lru_add_drain();
1584
1585         if (!sc->may_unmap)
1586                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1587         if (!sc->may_writepage)
1588                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1589
1590         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1591
1592         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1593                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1594
1595         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1596         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1597
1598         if (global_reclaim(sc)) {
1599                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1600                 if (current_is_kswapd())
1601                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, zone, nr_scanned);
1602                 else
1603                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_DIRECT, zone, nr_scanned);
1604         }
1605         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1606
1607         if (nr_taken == 0)
1608                 return 0;
1609
1610         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, zone, sc, TTU_UNMAP,
1611                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1612                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1613                                 false);
1614
1615         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1616
1617         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1618
1619         if (global_reclaim(sc)) {
1620                 if (current_is_kswapd())
1621                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, zone,
1622                                                nr_reclaimed);
1623                 else
1624                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, zone,
1625                                                nr_reclaimed);
1626         }
1627
1628         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1629
1630         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1631
1632         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1633
1634         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1635         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1636
1637         /*
1638          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1639          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1640          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1641          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1642          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1643          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1644          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1645          * same way balance_dirty_pages() manages.
1646          *
1647          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1648          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1649          * are encountered in the nr_immediate check below.
1650          */
1651         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1652                 set_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
1653
1654         /*
1655          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1656          * stalling here.
1657          */
1658         if (sane_reclaim(sc)) {
1659                 /*
1660                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1661                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1662                  */
1663                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1664                         set_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
1665
1666                 /*
1667                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1668                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1669                  * the zone ZONE_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1670                  * reclaim context.
1671                  */
1672                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1673                         set_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
1674
1675                 /*
1676                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1677                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1678                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1679                  * they are written so also forcibly stall.
1680                  */
1681                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1682                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1683         }
1684
1685         /*
1686          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1687          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1688          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1689          */
1690         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1691             current_may_throttle())
1692                 wait_iff_congested(zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1693
1694         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(zone->zone_pgdat->node_id,
1695                 zone_idx(zone),
1696                 nr_scanned, nr_reclaimed,
1697                 sc->priority,
1698                 trace_shrink_flags(file));
1699         return nr_reclaimed;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1704  *
1705  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1706  * processes, from rmap.
1707  *
1708  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1709  * appropriate to hold zone->lru_lock across the whole operation.  But if
1710  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1711  * should drop zone->lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1712  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1713  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1714  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1715  *
1716  * The downside is that we have to touch page->_count against each page.
1717  * But we had to alter page->flags anyway.
1718  */
1719
1720 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1721                                      struct list_head *list,
1722                                      struct list_head *pages_to_free,
1723                                      enum lru_list lru)
1724 {
1725         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1726         unsigned long pgmoved = 0;
1727         struct page *page;
1728         int nr_pages;
1729
1730         while (!list_empty(list)) {
1731                 page = lru_to_page(list);
1732                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1733
1734                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1735                 SetPageLRU(page);
1736
1737                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1738                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, nr_pages);
1739                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1740                 pgmoved += nr_pages;
1741
1742                 if (put_page_testzero(page)) {
1743                         __ClearPageLRU(page);
1744                         __ClearPageActive(page);
1745                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1746
1747                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1748                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1749                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1750                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1751                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1752                         } else
1753                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1754                 }
1755         }
1756         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, pgmoved);
1757         if (!is_active_lru(lru))
1758                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1759 }
1760
1761 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1762                                struct lruvec *lruvec,
1763                                struct scan_control *sc,
1764                                enum lru_list lru)
1765 {
1766         unsigned long nr_taken;
1767         unsigned long nr_scanned;
1768         unsigned long vm_flags;
1769         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1770         LIST_HEAD(l_active);
1771         LIST_HEAD(l_inactive);
1772         struct page *page;
1773         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1774         unsigned long nr_rotated = 0;
1775         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1776         int file = is_file_lru(lru);
1777         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1778
1779         lru_add_drain();
1780
1781         if (!sc->may_unmap)
1782                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1783         if (!sc->may_writepage)
1784                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1785
1786         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1787
1788         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1789                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1790         if (global_reclaim(sc))
1791                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1792
1793         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1794
1795         __count_zone_vm_events(PGREFILL, zone, nr_scanned);
1796         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1797         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1798         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1799
1800         while (!list_empty(&l_hold)) {
1801                 cond_resched();
1802                 page = lru_to_page(&l_hold);
1803                 list_del(&page->lru);
1804
1805                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1806                         putback_lru_page(page);
1807                         continue;
1808                 }
1809
1810                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1811                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1812                                 if (page_has_private(page))
1813                                         try_to_release_page(page, 0);
1814                                 unlock_page(page);
1815                         }
1816                 }
1817
1818                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1819                                     &vm_flags)) {
1820                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1821                         /*
1822                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1823                          * give them one more trip around the active list. So
1824                          * that executable code get better chances to stay in
1825                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1826                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1827                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1828                          * so we ignore them here.
1829                          */
1830                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1831                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1832                                 continue;
1833                         }
1834                 }
1835
1836                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1837                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1838         }
1839
1840         /*
1841          * Move pages back to the lru list.
1842          */
1843         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1844         /*
1845          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1846          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1847          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1848          * get_scan_count.
1849          */
1850         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1851
1852         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1853         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
1854         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1855         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1856
1857         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
1858         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
1859 }
1860
1861 #ifdef CONFIG_SWAP
1862 static bool inactive_anon_is_low_global(struct zone *zone)
1863 {
1864         unsigned long active, inactive;
1865
1866         active = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON);
1867         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1868
1869         return inactive * zone->inactive_ratio < active;
1870 }
1871
1872 /**
1873  * inactive_anon_is_low - check if anonymous pages need to be deactivated
1874  * @lruvec: LRU vector to check
1875  *
1876  * Returns true if the zone does not have enough inactive anon pages,
1877  * meaning some active anon pages need to be deactivated.
1878  */
1879 static bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1880 {
1881         /*
1882          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
1883          * is pointless.
1884          */
1885         if (!total_swap_pages)
1886                 return false;
1887
1888         if (!mem_cgroup_disabled())
1889                 return mem_cgroup_inactive_anon_is_low(lruvec);
1890
1891         return inactive_anon_is_low_global(lruvec_zone(lruvec));
1892 }
1893 #else
1894 static inline bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1895 {
1896         return false;
1897 }
1898 #endif
1899
1900 /**
1901  * inactive_file_is_low - check if file pages need to be deactivated
1902  * @lruvec: LRU vector to check
1903  *
1904  * When the system is doing streaming IO, memory pressure here
1905  * ensures that active file pages get deactivated, until more
1906  * than half of the file pages are on the inactive list.
1907  *
1908  * Once we get to that situation, protect the system's working
1909  * set from being evicted by disabling active file page aging.
1910  *
1911  * This uses a different ratio than the anonymous pages, because
1912  * the page cache uses a use-once replacement algorithm.
1913  */
1914 static bool inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1915 {
1916         unsigned long inactive;
1917         unsigned long active;
1918
1919         inactive = get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1920         active = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1921
1922         return active > inactive;
1923 }
1924
1925 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
1926 {
1927         if (is_file_lru(lru))
1928                 return inactive_file_is_low(lruvec);
1929         else
1930                 return inactive_anon_is_low(lruvec);
1931 }
1932
1933 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
1934                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
1935 {
1936         if (is_active_lru(lru)) {
1937                 if (inactive_list_is_low(lruvec, lru))
1938                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1939                 return 0;
1940         }
1941
1942         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1943 }
1944
1945 enum scan_balance {
1946         SCAN_EQUAL,
1947         SCAN_FRACT,
1948         SCAN_ANON,
1949         SCAN_FILE,
1950 };
1951
1952 /*
1953  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
1954  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
1955  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
1956  * onto the active list instead of evict.
1957  *
1958  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
1959  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
1960  */
1961 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, int swappiness,
1962                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
1963                            unsigned long *lru_pages)
1964 {
1965         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1966         u64 fraction[2];
1967         u64 denominator = 0;    /* gcc */
1968         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1969         unsigned long anon_prio, file_prio;
1970         enum scan_balance scan_balance;
1971         unsigned long anon, file;
1972         bool force_scan = false;
1973         unsigned long ap, fp;
1974         enum lru_list lru;
1975         bool some_scanned;
1976         int pass;
1977
1978         /*
1979          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
1980          * results in no scanning on this priority and a potential
1981          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
1982          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
1983          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
1984          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
1985          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
1986          * well.
1987          */
1988         if (current_is_kswapd()) {
1989                 if (!zone_reclaimable(zone))
1990                         force_scan = true;
1991                 if (!mem_cgroup_lruvec_online(lruvec))
1992                         force_scan = true;
1993         }
1994         if (!global_reclaim(sc))
1995                 force_scan = true;
1996
1997         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
1998         if (!sc->may_swap || (get_nr_swap_pages() <= 0)) {
1999                 scan_balance = SCAN_FILE;
2000                 goto out;
2001         }
2002
2003         /*
2004          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2005          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2006          * disable swapping for individual groups completely when
2007          * using the memory controller's swap limit feature would be
2008          * too expensive.
2009          */
2010         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2011                 scan_balance = SCAN_FILE;
2012                 goto out;
2013         }
2014
2015         /*
2016          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2017          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2018          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2019          */
2020         if (!sc->priority && swappiness) {
2021                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2022                 goto out;
2023         }
2024
2025         /*
2026          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2027          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2028          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2029          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2030          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2031          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2032          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2033          */
2034         if (global_reclaim(sc)) {
2035                 unsigned long zonefile;
2036                 unsigned long zonefree;
2037
2038                 zonefree = zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2039                 zonefile = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
2040                            zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2041
2042                 if (unlikely(zonefile + zonefree <= high_wmark_pages(zone))) {
2043                         scan_balance = SCAN_ANON;
2044                         goto out;
2045                 }
2046         }
2047
2048         /*
2049          * There is enough inactive page cache, do not reclaim
2050          * anything from the anonymous working set right now.
2051          */
2052         if (!inactive_file_is_low(lruvec)) {
2053                 scan_balance = SCAN_FILE;
2054                 goto out;
2055         }
2056
2057         scan_balance = SCAN_FRACT;
2058
2059         /*
2060          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2061          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2062          */
2063         anon_prio = swappiness;
2064         file_prio = 200 - anon_prio;
2065
2066         /*
2067          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2068          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2069          * ratios to determine how valuable each cache is.
2070          *
2071          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2072          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2073          * up weighing recent references more than old ones.
2074          *
2075          * anon in [0], file in [1]
2076          */
2077
2078         anon  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2079                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2080         file  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2081                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2082
2083         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2084         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2085                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2086                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2087         }
2088
2089         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2090                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2091                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2092         }
2093
2094         /*
2095          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2096          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2097          * each list that were recently referenced and in active use.
2098          */
2099         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2100         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2101
2102         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2103         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2104         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2105
2106         fraction[0] = ap;
2107         fraction[1] = fp;
2108         denominator = ap + fp + 1;
2109 out:
2110         some_scanned = false;
2111         /* Only use force_scan on second pass. */
2112         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2113                 *lru_pages = 0;
2114                 for_each_evictable_lru(lru) {
2115                         int file = is_file_lru(lru);
2116                         unsigned long size;
2117                         unsigned long scan;
2118
2119                         size = get_lru_size(lruvec, lru);
2120                         scan = size >> sc->priority;
2121
2122                         if (!scan && pass && force_scan)
2123                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2124
2125                         switch (scan_balance) {
2126                         case SCAN_EQUAL:
2127                                 /* Scan lists relative to size */
2128                                 break;
2129                         case SCAN_FRACT:
2130                                 /*
2131                                  * Scan types proportional to swappiness and
2132                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2133                                  */
2134                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2135                                                         denominator);
2136                                 break;
2137                         case SCAN_FILE:
2138                         case SCAN_ANON:
2139                                 /* Scan one type exclusively */
2140                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2141                                         size = 0;
2142                                         scan = 0;
2143                                 }
2144                                 break;
2145                         default:
2146                                 /* Look ma, no brain */
2147                                 BUG();
2148                         }
2149
2150                         *lru_pages += size;
2151                         nr[lru] = scan;
2152
2153                         /*
2154                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2155                          * if we found something to scan.
2156                          */
2157                         some_scanned |= !!scan;
2158                 }
2159         }
2160 }
2161
2162 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
2163 static void init_tlb_ubc(void)
2164 {
2165         /*
2166          * This deliberately does not clear the cpumask as it's expensive
2167          * and unnecessary. If there happens to be data in there then the
2168          * first SWAP_CLUSTER_MAX pages will send an unnecessary IPI and
2169          * then will be cleared.
2170          */
2171         current->tlb_ubc.flush_required = false;
2172 }
2173 #else
2174 static inline void init_tlb_ubc(void)
2175 {
2176 }
2177 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
2178
2179 /*
2180  * This is a basic per-zone page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2181  */
2182 static void shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, int swappiness,
2183                           struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2184 {
2185         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2186         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2187         unsigned long nr_to_scan;
2188         enum lru_list lru;
2189         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2190         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2191         struct blk_plug plug;
2192         bool scan_adjusted;
2193
2194         get_scan_count(lruvec, swappiness, sc, nr, lru_pages);
2195
2196         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2197         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2198
2199         /*
2200          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2201          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2202          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2203          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2204          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2205          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2206          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2207          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2208          * dropped to zero at the first pass.
2209          */
2210         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2211                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2212
2213         init_tlb_ubc();
2214
2215         blk_start_plug(&plug);
2216         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2217                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2218                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2219                 unsigned long nr_scanned;
2220
2221                 for_each_evictable_lru(lru) {
2222                         if (nr[lru]) {
2223                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2224                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2225
2226                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2227                                                             lruvec, sc);
2228                         }
2229                 }
2230
2231                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2232                         continue;
2233
2234                 /*
2235                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2236                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2237                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2238                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2239                  * proportional to the original scan target.
2240                  */
2241                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2242                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2243
2244                 /*
2245                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2246                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2247                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2248                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2249                  */
2250                 if (!nr_file || !nr_anon)
2251                         break;
2252
2253                 if (nr_file > nr_anon) {
2254                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2255                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2256                         lru = LRU_BASE;
2257                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2258                 } else {
2259                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2260                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2261                         lru = LRU_FILE;
2262                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2263                 }
2264
2265                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2266                 nr[lru] = 0;
2267                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2268
2269                 /*
2270                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2271                  * scan target and the percentage scanning already complete
2272                  */
2273                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2274                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2275                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2276                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2277
2278                 lru += LRU_ACTIVE;
2279                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2280                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2281                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2282
2283                 scan_adjusted = true;
2284         }
2285         blk_finish_plug(&plug);
2286         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2287
2288         /*
2289          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2290          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2291          */
2292         if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2293                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2294                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2295
2296         throttle_vm_writeout(sc->gfp_mask);
2297 }
2298
2299 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2300 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2301 {
2302         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2303                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2304                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2305                 return true;
2306
2307         return false;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2312  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2313  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2314  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2315  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2316  */
2317 static inline bool should_continue_reclaim(struct zone *zone,
2318                                         unsigned long nr_reclaimed,
2319                                         unsigned long nr_scanned,
2320                                         struct scan_control *sc)
2321 {
2322         unsigned long pages_for_compaction;
2323         unsigned long inactive_lru_pages;
2324
2325         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2326         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2327                 return false;
2328
2329         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2330         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2331                 /*
2332                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2333                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2334                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2335                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2336                  */
2337                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2338                         return false;
2339         } else {
2340                 /*
2341                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2342                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2343                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2344                  * pages that were scanned. This will return to the
2345                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2346                  * the resulting allocation attempt fails
2347                  */
2348                 if (!nr_reclaimed)
2349                         return false;
2350         }
2351
2352         /*
2353          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2354          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2355          */
2356         pages_for_compaction = (2UL << sc->order);
2357         inactive_lru_pages = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2358         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2359                 inactive_lru_pages += zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
2360         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2361                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2362                 return true;
2363
2364         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2365         switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, 0)) {
2366         case COMPACT_PARTIAL:
2367         case COMPACT_CONTINUE:
2368                 return false;
2369         default:
2370                 return true;
2371         }
2372 }
2373
2374 static bool shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc,
2375                         bool is_classzone)
2376 {
2377         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2378         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2379         bool reclaimable = false;
2380
2381         do {
2382                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2383                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2384                         .zone = zone,
2385                         .priority = sc->priority,
2386                 };
2387                 unsigned long zone_lru_pages = 0;
2388                 struct mem_cgroup *memcg;
2389
2390                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2391                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2392
2393                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2394                 do {
2395                         unsigned long lru_pages;
2396                         unsigned long scanned;
2397                         struct lruvec *lruvec;
2398                         int swappiness;
2399
2400                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2401                                 if (!sc->may_thrash)
2402                                         continue;
2403                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2404                         }
2405
2406                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2407                         swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2408                         scanned = sc->nr_scanned;
2409
2410                         shrink_lruvec(lruvec, swappiness, sc, &lru_pages);
2411                         zone_lru_pages += lru_pages;
2412
2413                         if (memcg && is_classzone)
2414                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone),
2415                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2416                                             lru_pages);
2417
2418                         /*
2419                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2420                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2421                          * zone.
2422                          *
2423                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2424                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2425                          * retry with decreasing priority if one round over the
2426                          * whole hierarchy is not sufficient.
2427                          */
2428                         if (!global_reclaim(sc) &&
2429                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2430                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2431                                 break;
2432                         }
2433                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2434
2435                 /*
2436                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2437                  * the eligible LRU pages were scanned.
2438                  */
2439                 if (global_reclaim(sc) && is_classzone)
2440                         shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone), NULL,
2441                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2442                                     zone_lru_pages);
2443
2444                 if (reclaim_state) {
2445                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2446                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2447                 }
2448
2449                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2450                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2451                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2452
2453                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2454                         reclaimable = true;
2455
2456         } while (should_continue_reclaim(zone, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2457                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2458
2459         return reclaimable;
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Returns true if compaction should go ahead for a high-order request, or
2464  * the high-order allocation would succeed without compaction.
2465  */
2466 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, int order)
2467 {
2468         unsigned long balance_gap, watermark;
2469         bool watermark_ok;
2470
2471         /*
2472          * Compaction takes time to run and there are potentially other
2473          * callers using the pages just freed. Continue reclaiming until
2474          * there is a buffer of free pages available to give compaction
2475          * a reasonable chance of completing and allocating the page
2476          */
2477         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
2478                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
2479         watermark = high_wmark_pages(zone) + balance_gap + (2UL << order);
2480         watermark_ok = zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, 0);
2481
2482         /*
2483          * If compaction is deferred, reclaim up to a point where
2484          * compaction will have a chance of success when re-enabled
2485          */
2486         if (compaction_deferred(zone, order))
2487                 return watermark_ok;
2488
2489         /*
2490          * If compaction is not ready to start and allocation is not likely
2491          * to succeed without it, then keep reclaiming.
2492          */
2493         if (compaction_suitable(zone, order, 0, 0) == COMPACT_SKIPPED)
2494                 return false;
2495
2496         return watermark_ok;
2497 }
2498
2499 /*
2500  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2501  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2502  * request.
2503  *
2504  * We reclaim from a zone even if that zone is over high_wmark_pages(zone).
2505  * Because:
2506  * a) The caller may be trying to free *extra* pages to satisfy a higher-order
2507  *    allocation or
2508  * b) The target zone may be at high_wmark_pages(zone) but the lower zones
2509  *    must go *over* high_wmark_pages(zone) to satisfy the `incremental min'
2510  *    zone defense algorithm.
2511  *
2512  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2513  * scan then give up on it.
2514  *
2515  * Returns true if a zone was reclaimable.
2516  */
2517 static bool shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2518 {
2519         struct zoneref *z;
2520         struct zone *zone;
2521         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2522         unsigned long nr_soft_scanned;
2523         gfp_t orig_mask;
2524         enum zone_type requested_highidx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2525         bool reclaimable = false;
2526
2527         /*
2528          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2529          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2530          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2531          */
2532         orig_mask = sc->gfp_mask;
2533         if (buffer_heads_over_limit)
2534                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2535
2536         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2537                                         requested_highidx, sc->nodemask) {
2538                 enum zone_type classzone_idx;
2539
2540                 if (!populated_zone(zone))
2541                         continue;
2542
2543                 classzone_idx = requested_highidx;
2544                 while (!populated_zone(zone->zone_pgdat->node_zones +
2545                                                         classzone_idx))
2546                         classzone_idx--;
2547
2548                 /*
2549                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2550                  * to global LRU.
2551                  */
2552                 if (global_reclaim(sc)) {
2553                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2554                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2555                                 continue;
2556
2557                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2558                             !zone_reclaimable(zone))
2559                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2560
2561                         /*
2562                          * If we already have plenty of memory free for
2563                          * compaction in this zone, don't free any more.
2564                          * Even though compaction is invoked for any
2565                          * non-zero order, only frequent costly order
2566                          * reclamation is disruptive enough to become a
2567                          * noticeable problem, like transparent huge
2568                          * page allocations.
2569                          */
2570                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2571                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2572                             zonelist_zone_idx(z) <= requested_highidx &&
2573                             compaction_ready(zone, sc->order)) {
2574                                 sc->compaction_ready = true;
2575                                 continue;
2576                         }
2577
2578                         /*
2579                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2580                          * and returns the number of reclaimed pages and
2581                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2582                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2583                          */
2584                         nr_soft_scanned = 0;
2585                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
2586                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2587                                                 &nr_soft_scanned);
2588                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2589                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2590                         if (nr_soft_reclaimed)
2591                                 reclaimable = true;
2592                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2593                 }
2594
2595                 if (shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx))
2596                         reclaimable = true;
2597
2598                 if (global_reclaim(sc) &&
2599                     !reclaimable && zone_reclaimable(zone))
2600                         reclaimable = true;
2601         }
2602
2603         /*
2604          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2605          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2606          */
2607         sc->gfp_mask = orig_mask;
2608
2609         return reclaimable;
2610 }
2611
2612 /*
2613  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2614  *
2615  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2616  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2617  *
2618  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2619  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2620  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2621  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2622  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2623  * work, and the allocation attempt will fail.
2624  *
2625  * returns:     0, if no pages reclaimed
2626  *              else, the number of pages reclaimed
2627  */
2628 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2629                                           struct scan_control *sc)
2630 {
2631         int initial_priority = sc->priority;
2632         unsigned long total_scanned = 0;
2633         unsigned long writeback_threshold;
2634         bool zones_reclaimable;
2635 retry:
2636         delayacct_freepages_start();
2637
2638         if (global_reclaim(sc))
2639                 count_vm_event(ALLOCSTALL);
2640
2641         do {
2642                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2643                                 sc->priority);
2644                 sc->nr_scanned = 0;
2645                 zones_reclaimable = shrink_zones(zonelist, sc);
2646
2647                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2648                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2649                         break;
2650
2651                 if (sc->compaction_ready)
2652                         break;
2653
2654                 /*
2655                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2656                  * writepage even in laptop mode.
2657                  */
2658                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2659                         sc->may_writepage = 1;
2660
2661                 /*
2662                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2663                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2664                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2665                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2666                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2667                  */
2668                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2669                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2670                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2671                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2672                         sc->may_writepage = 1;
2673                 }
2674         } while (--sc->priority >= 0);
2675
2676         delayacct_freepages_end();
2677
2678         if (sc->nr_reclaimed)
2679                 return sc->nr_reclaimed;
2680
2681         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2682         if (sc->compaction_ready)
2683                 return 1;
2684
2685         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2686         if (!sc->may_thrash) {
2687                 sc->priority = initial_priority;
2688                 sc->may_thrash = 1;
2689                 goto retry;
2690         }
2691
2692         /* Any of the zones still reclaimable?  Don't OOM. */
2693         if (zones_reclaimable)
2694                 return 1;
2695
2696         return 0;
2697 }
2698
2699 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2700 {
2701         struct zone *zone;
2702         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2703         unsigned long free_pages = 0;
2704         int i;
2705         bool wmark_ok;
2706
2707         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2708                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2709                 if (!populated_zone(zone) ||
2710                     zone_reclaimable_pages(zone) == 0)
2711                         continue;
2712
2713                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2714                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2715         }
2716
2717         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2718         if (!pfmemalloc_reserve)
2719                 return true;
2720
2721         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2722
2723         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2724         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2725                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx,
2726                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2727                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2728         }
2729
2730         return wmark_ok;
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2735  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2736  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2737  * when the low watermark is reached.
2738  *
2739  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2740  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2741  */
2742 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2743                                         nodemask_t *nodemask)
2744 {
2745         struct zoneref *z;
2746         struct zone *zone;
2747         pg_data_t *pgdat = NULL;
2748
2749         /*
2750          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2751          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2752          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2753          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2754          * processes to block on log_wait_commit().
2755          */
2756         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2757                 goto out;
2758
2759         /*
2760          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2761          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2762          */
2763         if (fatal_signal_pending(current))
2764                 goto out;
2765
2766         /*
2767          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2768          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2769          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2770          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2771          *
2772          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2773          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2774          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2775          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2776          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2777          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2778          * should make reasonable progress.
2779          */
2780         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2781                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2782                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2783                         continue;
2784
2785                 /* Throttle based on the first usable node */
2786                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2787                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2788                         goto out;
2789                 break;
2790         }
2791
2792         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2793         if (!pgdat)
2794                 goto out;
2795
2796         /* Account for the throttling */
2797         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2798
2799         /*
2800          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2801          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2802          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2803          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2804          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2805          * second before continuing.
2806          */
2807         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2808                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2809                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2810
2811                 goto check_pending;
2812         }
2813
2814         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2815         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2816                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2817
2818 check_pending:
2819         if (fatal_signal_pending(current))
2820                 return true;
2821
2822 out:
2823         return false;
2824 }
2825
2826 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2827                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2828 {
2829         unsigned long nr_reclaimed;
2830         struct scan_control sc = {
2831                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2832                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2833                 .order = order,
2834                 .nodemask = nodemask,
2835                 .priority = DEF_PRIORITY,
2836                 .may_writepage = !laptop_mode,
2837                 .may_unmap = 1,
2838                 .may_swap = 1,
2839         };
2840
2841         /*
2842          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2843          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2844          * point.
2845          */
2846         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2847                 return 1;
2848
2849         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2850                                 sc.may_writepage,
2851                                 gfp_mask);
2852
2853         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2854
2855         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2856
2857         return nr_reclaimed;
2858 }
2859
2860 #ifdef CONFIG_MEMCG
2861
2862 unsigned long mem_cgroup_shrink_node_zone(struct mem_cgroup *memcg,
2863                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2864                                                 struct zone *zone,
2865                                                 unsigned long *nr_scanned)
2866 {
2867         struct scan_control sc = {
2868                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2869                 .target_mem_cgroup = memcg,
2870                 .may_writepage = !laptop_mode,
2871                 .may_unmap = 1,
2872                 .may_swap = !noswap,
2873         };
2874         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2875         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2876         unsigned long lru_pages;
2877
2878         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2879                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2880
2881         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2882                                                       sc.may_writepage,
2883                                                       sc.gfp_mask);
2884
2885         /*
2886          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2887          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
2888          * if we don't reclaim here, the shrink_zone from balance_pgdat
2889          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
2890          * the priority and make it zero.
2891          */
2892         shrink_lruvec(lruvec, swappiness, &sc, &lru_pages);
2893
2894         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
2895
2896         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
2897         return sc.nr_reclaimed;
2898 }
2899
2900 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
2901                                            unsigned long nr_pages,
2902                                            gfp_t gfp_mask,
2903                                            bool may_swap)
2904 {
2905         struct zonelist *zonelist;
2906         unsigned long nr_reclaimed;
2907         int nid;
2908         struct scan_control sc = {
2909                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
2910                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2911                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
2912                 .target_mem_cgroup = memcg,
2913                 .priority = DEF_PRIORITY,
2914                 .may_writepage = !laptop_mode,
2915                 .may_unmap = 1,
2916                 .may_swap = may_swap,
2917         };
2918
2919         /*
2920          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
2921          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
2922          * scan does not need to be the current node.
2923          */
2924         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
2925
2926         zonelist = NODE_DATA(nid)->node_zonelists;
2927
2928         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
2929                                             sc.may_writepage,
2930                                             sc.gfp_mask);
2931
2932         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2933
2934         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
2935
2936         return nr_reclaimed;
2937 }
2938 #endif
2939
2940 static void age_active_anon(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2941 {
2942         struct mem_cgroup *memcg;
2943
2944         if (!total_swap_pages)
2945                 return;
2946
2947         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
2948         do {
2949                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2950
2951                 if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2952                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2953                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2954
2955                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
2956         } while (memcg);
2957 }
2958
2959 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order,
2960                           unsigned long balance_gap, int classzone_idx)
2961 {
2962         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, high_wmark_pages(zone) +
2963                                     balance_gap, classzone_idx))
2964                 return false;
2965
2966         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && order && compaction_suitable(zone,
2967                                 order, 0, classzone_idx) == COMPACT_SKIPPED)
2968                 return false;
2969
2970         return true;
2971 }
2972
2973 /*
2974  * pgdat_balanced() is used when checking if a node is balanced.
2975  *
2976  * For order-0, all zones must be balanced!
2977  *
2978  * For high-order allocations only zones that meet watermarks and are in a
2979  * zone allowed by the callers classzone_idx are added to balanced_pages. The
2980  * total of balanced pages must be at least 25% of the zones allowed by
2981  * classzone_idx for the node to be considered balanced. Forcing all zones to
2982  * be balanced for high orders can cause excessive reclaim when there are
2983  * imbalanced zones.
2984  * The choice of 25% is due to
2985  *   o a 16M DMA zone that is balanced will not balance a zone on any
2986  *     reasonable sized machine
2987  *   o On all other machines, the top zone must be at least a reasonable
2988  *     percentage of the middle zones. For example, on 32-bit x86, highmem
2989  *     would need to be at least 256M for it to be balance a whole node.
2990  *     Similarly, on x86-64 the Normal zone would need to be at least 1G
2991  *     to balance a node on its own. These seemed like reasonable ratios.
2992  */
2993 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
2994 {
2995         unsigned long managed_pages = 0;
2996         unsigned long balanced_pages = 0;
2997         int i;
2998
2999         /* Check the watermark levels */
3000         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3001                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3002
3003                 if (!populated_zone(zone))
3004                         continue;
3005
3006                 managed_pages += zone->managed_pages;
3007
3008                 /*
3009                  * A special case here:
3010                  *
3011                  * balance_pgdat() skips over all_unreclaimable after
3012                  * DEF_PRIORITY. Effectively, it considers them balanced so
3013                  * they must be considered balanced here as well!
3014                  */
3015                 if (!zone_reclaimable(zone)) {
3016                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3017                         continue;
3018                 }
3019
3020                 if (zone_balanced(zone, order, 0, i))
3021                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3022                 else if (!order)
3023                         return false;
3024         }
3025
3026         if (order)
3027                 return balanced_pages >= (managed_pages >> 2);
3028         else
3029                 return true;
3030 }
3031
3032 /*
3033  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3034  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3035  *
3036  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3037  */
3038 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, long remaining,
3039                                         int classzone_idx)
3040 {
3041         /* If a direct reclaimer woke kswapd within HZ/10, it's premature */
3042         if (remaining)
3043                 return false;
3044
3045         /*
3046          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3047          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3048          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3049          * throttled. There is also a potential race if processes get
3050          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3051          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3052          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3053          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3054          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3055          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3056          * that here we are under prepare_to_wait().
3057          */
3058         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3059                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3060
3061         return pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx);
3062 }
3063
3064 /*
3065  * kswapd shrinks the zone by the number of pages required to reach
3066  * the high watermark.
3067  *
3068  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3069  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3070  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3071  */
3072 static bool kswapd_shrink_zone(struct zone *zone,
3073                                int classzone_idx,
3074                                struct scan_control *sc,
3075                                unsigned long *nr_attempted)
3076 {
3077         int testorder = sc->order;
3078         unsigned long balance_gap;
3079         bool lowmem_pressure;
3080
3081         /* Reclaim above the high watermark. */
3082         sc->nr_to_reclaim = max(SWAP_CLUSTER_MAX, high_wmark_pages(zone));
3083
3084         /*
3085          * Kswapd reclaims only single pages with compaction enabled. Trying
3086          * too hard to reclaim until contiguous free pages have become
3087          * available can hurt performance by evicting too much useful data
3088          * from memory. Do not reclaim more than needed for compaction.
3089          */
3090         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
3091                         compaction_suitable(zone, sc->order, 0, classzone_idx)
3092                                                         != COMPACT_SKIPPED)
3093                 testorder = 0;
3094
3095         /*
3096          * We put equal pressure on every zone, unless one zone has way too
3097          * many pages free already. The "too many pages" is defined as the
3098          * high wmark plus a "gap" where the gap is either the low
3099          * watermark or 1% of the zone, whichever is smaller.
3100          */
3101         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
3102                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
3103
3104         /*
3105          * If there is no low memory pressure or the zone is balanced then no
3106          * reclaim is necessary
3107          */
3108         lowmem_pressure = (buffer_heads_over_limit && is_highmem(zone));
3109         if (!lowmem_pressure && zone_balanced(zone, testorder,
3110                                                 balance_gap, classzone_idx))
3111                 return true;
3112
3113         shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx);
3114
3115         /* Account for the number of pages attempted to reclaim */
3116         *nr_attempted += sc->nr_to_reclaim;
3117
3118         clear_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
3119
3120         /*
3121          * If a zone reaches its high watermark, consider it to be no longer
3122          * congested. It's possible there are dirty pages backed by congested
3123          * BDIs but as pressure is relieved, speculatively avoid congestion
3124          * waits.
3125          */
3126         if (zone_reclaimable(zone) &&
3127             zone_balanced(zone, testorder, 0, classzone_idx)) {
3128                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3129                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3130         }
3131
3132         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3133 }
3134
3135 /*
3136  * For kswapd, balance_pgdat() will work across all this node's zones until
3137  * they are all at high_wmark_pages(zone).
3138  *
3139  * Returns the final order kswapd was reclaiming at
3140  *
3141  * There is special handling here for zones which are full of pinned pages.
3142  * This can happen if the pages are all mlocked, or if they are all used by
3143  * device drivers (say, ZONE_DMA).  Or if they are all in use by hugetlb.
3144  * What we do is to detect the case where all pages in the zone have been
3145  * scanned twice and there has been zero successful reclaim.  Mark the zone as
3146  * dead and from now on, only perform a short scan.  Basically we're polling
3147  * the zone for when the problem goes away.
3148  *
3149  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3150  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3151  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), we scan that zone and the
3152  * lower zones regardless of the number of free pages in the lower zones. This
3153  * interoperates with the page allocator fallback scheme to ensure that aging
3154  * of pages is balanced across the zones.
3155  */
3156 static unsigned long balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order,
3157                                                         int *classzone_idx)
3158 {
3159         int i;
3160         int end_zone = 0;       /* Inclusive.  0 = ZONE_DMA */
3161         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3162         unsigned long nr_soft_scanned;
3163         struct scan_control sc = {
3164                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3165                 .order = order,
3166                 .priority = DEF_PRIORITY,
3167                 .may_writepage = !laptop_mode,
3168                 .may_unmap = 1,
3169                 .may_swap = 1,
3170         };
3171         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3172
3173         do {
3174                 unsigned long nr_attempted = 0;
3175                 bool raise_priority = true;
3176                 bool pgdat_needs_compaction = (order > 0);
3177
3178                 sc.nr_reclaimed = 0;
3179
3180                 /*
3181                  * Scan in the highmem->dma direction for the highest
3182                  * zone which needs scanning
3183                  */
3184                 for (i = pgdat->nr_zones - 1; i >= 0; i--) {
3185                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3186
3187                         if (!populated_zone(zone))
3188                                 continue;
3189
3190                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3191                             !zone_reclaimable(zone))
3192                                 continue;
3193
3194                         /*
3195                          * Do some background aging of the anon list, to give
3196                          * pages a chance to be referenced before reclaiming.
3197                          */
3198                         age_active_anon(zone, &sc);
3199
3200                         /*
3201                          * If the number of buffer_heads in the machine
3202                          * exceeds the maximum allowed level and this node
3203                          * has a highmem zone, force kswapd to reclaim from
3204                          * it to relieve lowmem pressure.
3205                          */
3206                         if (buffer_heads_over_limit && is_highmem_idx(i)) {
3207                                 end_zone = i;
3208                                 break;
3209                         }
3210
3211                         if (!zone_balanced(zone, order, 0, 0)) {
3212                                 end_zone = i;
3213                                 break;
3214                         } else {
3215                                 /*
3216                                  * If balanced, clear the dirty and congested
3217                                  * flags
3218                                  */
3219                                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3220                                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3221                         }
3222                 }
3223
3224                 if (i < 0)
3225                         goto out;
3226
3227                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3228                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3229
3230                         if (!populated_zone(zone))
3231                                 continue;
3232
3233                         /*
3234                          * If any zone is currently balanced then kswapd will
3235                          * not call compaction as it is expected that the
3236                          * necessary pages are already available.
3237                          */
3238                         if (pgdat_needs_compaction &&
3239                                         zone_watermark_ok(zone, order,
3240                                                 low_wmark_pages(zone),
3241                                                 *classzone_idx, 0))
3242                                 pgdat_needs_compaction = false;
3243                 }
3244
3245                 /*
3246                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3247                  * even in laptop mode.
3248                  */
3249                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3250                         sc.may_writepage = 1;
3251
3252                 /*
3253                  * Now scan the zone in the dma->highmem direction, stopping
3254                  * at the last zone which needs scanning.
3255                  *
3256                  * We do this because the page allocator works in the opposite
3257                  * direction.  This prevents the page allocator from allocating
3258                  * pages behind kswapd's direction of progress, which would
3259                  * cause too much scanning of the lower zones.
3260                  */
3261                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3262                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3263
3264                         if (!populated_zone(zone))
3265                                 continue;
3266
3267                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3268                             !zone_reclaimable(zone))
3269                                 continue;
3270
3271                         sc.nr_scanned = 0;
3272
3273                         nr_soft_scanned = 0;
3274                         /*
3275                          * Call soft limit reclaim before calling shrink_zone.
3276                          */
3277                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
3278                                                         order, sc.gfp_mask,
3279                                                         &nr_soft_scanned);
3280                         sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3281
3282                         /*
3283                          * There should be no need to raise the scanning
3284                          * priority if enough pages are already being scanned
3285                          * that that high watermark would be met at 100%
3286                          * efficiency.
3287                          */
3288                         if (kswapd_shrink_zone(zone, end_zone,
3289                                                &sc, &nr_attempted))
3290                                 raise_priority = false;
3291                 }
3292
3293                 /*
3294                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3295                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3296                  * able to safely make forward progress. Wake them
3297                  */
3298                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3299                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3300                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3301
3302                 /*
3303                  * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced
3304                  * for high-order allocations in all zones. If twice the
3305                  * allocation size has been reclaimed and the zones are still
3306                  * not balanced then recheck the watermarks at order-0 to
3307                  * prevent kswapd reclaiming excessively. Assume that a
3308                  * process requested a high-order can direct reclaim/compact.
3309                  */
3310                 if (order && sc.nr_reclaimed >= 2UL << order)
3311                         order = sc.order = 0;
3312
3313                 /* Check if kswapd should be suspending */
3314                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3315                         break;
3316
3317                 /*
3318                  * Compact if necessary and kswapd is reclaiming at least the
3319                  * high watermark number of pages as requsted
3320                  */
3321                 if (pgdat_needs_compaction && sc.nr_reclaimed > nr_attempted)
3322                         compact_pgdat(pgdat, order);
3323
3324                 /*
3325                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3326                  * progress in reclaiming pages
3327                  */
3328                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3329                         sc.priority--;
3330         } while (sc.priority >= 1 &&
3331                  !pgdat_balanced(pgdat, order, *classzone_idx));
3332
3333 out:
3334         /*
3335          * Return the order we were reclaiming at so prepare_kswapd_sleep()
3336          * makes a decision on the order we were last reclaiming at. However,
3337          * if another caller entered the allocator slow path while kswapd
3338          * was awake, order will remain at the higher level
3339          */
3340         *classzone_idx = end_zone;
3341         return order;
3342 }
3343
3344 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3345 {
3346         long remaining = 0;
3347         DEFINE_WAIT(wait);
3348
3349         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3350                 return;
3351
3352         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3353
3354         /* Try to sleep for a short interval */
3355         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3356                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3357                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3358                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3359         }
3360
3361         /*
3362          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3363          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3364          */
3365         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3366                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3367
3368                 /*
3369                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3370                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3371                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3372                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3373                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3374                  * them before going back to sleep.
3375                  */
3376                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3377
3378                 /*
3379                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3380                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3381                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3382                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3383                  */
3384                 reset_isolation_suitable(pgdat);
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 long order, new_order;
3415         unsigned balanced_order;
3416         int classzone_idx, new_classzone_idx;
3417         int balanced_classzone_idx;
3418         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3419         struct task_struct *tsk = current;
3420
3421         struct reclaim_state reclaim_state = {
3422                 .reclaimed_slab = 0,
3423         };
3424         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3425
3426         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3427
3428         if (!cpumask_empty(cpumask))
3429                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3430         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3431
3432         /*
3433          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3434          * and that if we need more memory we should get access to it
3435          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3436          * never get caught in the normal page freeing logic.
3437          *
3438          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3439          * you need a small amount of memory in order to be able to
3440          * page out something else, and this flag essentially protects
3441          * us from recursively trying to free more memory as we're
3442          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3443          */
3444         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3445         set_freezable();
3446
3447         order = new_order = 0;
3448         balanced_order = 0;
3449         classzone_idx = new_classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3450         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3451         for ( ; ; ) {
3452                 bool ret;
3453
3454                 /*
3455                  * If the last balance_pgdat was unsuccessful it's unlikely a
3456                  * new request of a similar or harder type will succeed soon
3457                  * so consider going to sleep on the basis we reclaimed at
3458                  */
3459                 if (balanced_classzone_idx >= new_classzone_idx &&
3460                                         balanced_order == new_order) {
3461                         new_order = pgdat->kswapd_max_order;
3462                         new_classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3463                         pgdat->kswapd_max_order =  0;
3464                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3465                 }
3466
3467                 if (order < new_order || classzone_idx > new_classzone_idx) {
3468                         /*
3469                          * Don't sleep if someone wants a larger 'order'
3470                          * allocation or has tigher zone constraints
3471                          */
3472                         order = new_order;
3473                         classzone_idx = new_classzone_idx;
3474                 } else {
3475                         kswapd_try_to_sleep(pgdat, balanced_order,
3476                                                 balanced_classzone_idx);
3477                         order = pgdat->kswapd_max_order;
3478                         classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3479                         new_order = order;
3480                         new_classzone_idx = classzone_idx;
3481                         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3482                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3483                 }
3484
3485                 ret = try_to_freeze();
3486                 if (kthread_should_stop())
3487                         break;
3488
3489                 /*
3490                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3491                  * after returning from the refrigerator
3492                  */
3493                 if (!ret) {
3494                         trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, order);
3495                         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3496                         balanced_order = balance_pgdat(pgdat, order,
3497                                                 &balanced_classzone_idx);
3498                 }
3499         }
3500
3501         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3502         current->reclaim_state = NULL;
3503         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3504
3505         return 0;
3506 }
3507
3508 /*
3509  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3510  */
3511 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3512 {
3513         pg_data_t *pgdat;
3514
3515         if (!populated_zone(zone))
3516                 return;
3517
3518         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3519                 return;
3520         pgdat = zone->zone_pgdat;
3521         if (pgdat->kswapd_max_order < order) {
3522                 pgdat->kswapd_max_order = order;
3523                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx, classzone_idx);
3524         }
3525         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3526                 return;
3527         if (zone_balanced(zone, order, 0, 0))
3528                 return;
3529
3530         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3531         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3532 }
3533
3534 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3535 /*
3536  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3537  * freed pages.
3538  *
3539  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3540  * LRU order by reclaiming preferentially
3541  * inactive > active > active referenced > active mapped
3542  */
3543 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3544 {
3545         struct reclaim_state reclaim_state;
3546         struct scan_control sc = {
3547                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3548                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3549                 .priority = DEF_PRIORITY,
3550                 .may_writepage = 1,
3551                 .may_unmap = 1,
3552                 .may_swap = 1,
3553                 .hibernation_mode = 1,
3554         };
3555         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3556         struct task_struct *p = current;
3557         unsigned long nr_reclaimed;
3558
3559         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3560         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3561         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3562         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3563
3564         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3565
3566         p->reclaim_state = NULL;
3567         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3568         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3569
3570         return nr_reclaimed;
3571 }
3572 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3573
3574 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3575    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3576    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3577    restore their cpu bindings. */
3578 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3579                         void *hcpu)
3580 {
3581         int nid;
3582
3583         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3584                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3585                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3586                         const struct cpumask *mask;
3587
3588                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3589
3590                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3591                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3592                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3593                 }
3594         }
3595         return NOTIFY_OK;
3596 }
3597
3598 /*
3599  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3600  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3601  */
3602 int kswapd_run(int nid)
3603 {
3604         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3605         int ret = 0;
3606
3607         if (pgdat->kswapd)
3608                 return 0;
3609
3610         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3611         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3612                 /* failure at boot is fatal */
3613                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3614                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3615                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3616                 pgdat->kswapd = NULL;
3617         }
3618         return ret;
3619 }
3620
3621 /*
3622  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3623  * hold mem_hotplug_begin/end().
3624  */
3625 void kswapd_stop(int nid)
3626 {
3627         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3628
3629         if (kswapd) {
3630                 kthread_stop(kswapd);
3631                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3632         }
3633 }
3634
3635 static int __init kswapd_init(void)
3636 {
3637         int nid;
3638
3639         swap_setup();
3640         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3641                 kswapd_run(nid);
3642         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3643         return 0;
3644 }
3645
3646 module_init(kswapd_init)
3647
3648 #ifdef CONFIG_NUMA
3649 /*
3650  * Zone reclaim mode
3651  *
3652  * If non-zero call zone_reclaim when the number of free pages falls below
3653  * the watermarks.
3654  */
3655 int zone_reclaim_mode __read_mostly;
3656
3657 #define RECLAIM_OFF 0
3658 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3659 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3660 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3661
3662 /*
3663  * Priority for ZONE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3664  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3665  * a zone.
3666  */
3667 #define ZONE_RECLAIM_PRIORITY 4
3668
3669 /*
3670  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for zone_reclaim to
3671  * occur.
3672  */
3673 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3674
3675 /*
3676  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3677  * slab reclaim needs to occur.
3678  */
3679 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3680
3681 static inline unsigned long zone_unmapped_file_pages(struct zone *zone)
3682 {
3683         unsigned long file_mapped = zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED);
3684         unsigned long file_lru = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
3685                 zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE);
3686
3687         /*
3688          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3689          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3690          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3691          */
3692         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3693 }
3694
3695 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3696 static unsigned long zone_pagecache_reclaimable(struct zone *zone)
3697 {
3698         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3699         unsigned long delta = 0;
3700
3701         /*
3702          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3703          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3704          * pages like swapcache and zone_unmapped_file_pages() provides
3705          * a better estimate
3706          */
3707         if (zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3708                 nr_pagecache_reclaimable = zone_page_state(zone, NR_FILE_PAGES);
3709         else
3710                 nr_pagecache_reclaimable = zone_unmapped_file_pages(zone);
3711
3712         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3713         if (!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3714                 delta += zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY);
3715
3716         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3717         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3718                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3719
3720         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3721 }
3722
3723 /*
3724  * Try to free up some pages from this zone through reclaim.
3725  */
3726 static int __zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3727 {
3728         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3729         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3730         struct task_struct *p = current;
3731         struct reclaim_state reclaim_state;
3732         struct scan_control sc = {
3733                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3734                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3735                 .order = order,
3736                 .priority = ZONE_RECLAIM_PRIORITY,
3737                 .may_writepage = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3738                 .may_unmap = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3739                 .may_swap = 1,
3740         };
3741
3742         cond_resched();
3743         /*
3744          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3745          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3746          * and RECLAIM_UNMAP.
3747          */
3748         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3749         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3750         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3751         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3752
3753         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) > zone->min_unmapped_pages) {
3754                 /*
3755                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3756                  * priorities until we have enough memory freed.
3757                  */
3758                 do {
3759                         shrink_zone(zone, &sc, true);
3760                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3761         }
3762
3763         p->reclaim_state = NULL;
3764         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3765         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3766         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3767 }
3768
3769 int zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3770 {
3771         int node_id;
3772         int ret;
3773
3774         /*
3775          * Zone reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3776          * slab pages if we are over the defined limits.
3777          *
3778          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3779          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3780          * thrown out if the zone is overallocated. So we do not reclaim
3781          * if less than a specified percentage of the zone is used by
3782          * unmapped file backed pages.
3783          */
3784         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) <= zone->min_unmapped_pages &&
3785             zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= zone->min_slab_pages)
3786                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3787
3788         if (!zone_reclaimable(zone))
3789                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3790
3791         /*
3792          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3793          */
3794         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3795                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3796
3797         /*
3798          * Only run zone reclaim on the local zone or on zones that do not
3799          * have associated processors. This will favor the local processor
3800          * over remote processors and spread off node memory allocations
3801          * as wide as possible.
3802          */
3803         node_id = zone_to_nid(zone);
3804         if (node_state(node_id, N_CPU) && node_id != numa_node_id())
3805                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3806
3807         if (test_and_set_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags))
3808                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3809
3810         ret = __zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
3811         clear_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
3812
3813         if (!ret)
3814                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3815
3816         return ret;
3817 }
3818 #endif
3819
3820 /*
3821  * page_evictable - test whether a page is evictable
3822  * @page: the page to test
3823  *
3824  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3825  * lists vs unevictable list.
3826  *
3827  * Reasons page might not be evictable:
3828  * (1) page's mapping marked unevictable
3829  * (2) page is part of an mlocked VMA
3830  *
3831  */
3832 int page_evictable(struct page *page)
3833 {
3834         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3835 }
3836
3837 #ifdef CONFIG_SHMEM
3838 /**
3839  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3840  * @pages:      array of pages to check
3841  * @nr_pages:   number of pages to check
3842  *
3843  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3844  *
3845  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3846  */
3847 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3848 {
3849         struct lruvec *lruvec;
3850         struct zone *zone = NULL;
3851         int pgscanned = 0;
3852         int pgrescued = 0;
3853         int i;
3854
3855         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3856                 struct page *page = pages[i];
3857                 struct zone *pagezone;
3858
3859                 pgscanned++;
3860                 pagezone = page_zone(page);
3861                 if (pagezone != zone) {
3862                         if (zone)
3863                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3864                         zone = pagezone;
3865                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
3866                 }
3867                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
3868
3869                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3870                         continue;
3871
3872                 if (page_evictable(page)) {
3873                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3874
3875                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3876                         ClearPageUnevictable(page);
3877                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3878                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3879                         pgrescued++;
3880                 }
3881         }
3882
3883         if (zone) {
3884                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3885                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3886                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3887         }
3888 }
3889 #endif /* CONFIG_SHMEM */