mmc: dw_mmc: fix unmap sg twice when finding data err
[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 #include <linux/debugfs.h>
50
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/div64.h>
53
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/balloon_compaction.h>
56
57 #include "internal.h"
58
59 #define CREATE_TRACE_POINTS
60 #include <trace/events/vmscan.h>
61
62 struct scan_control {
63         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
64         unsigned long nr_to_reclaim;
65
66         /* This context's GFP mask */
67         gfp_t gfp_mask;
68
69         /* Allocation order */
70         int order;
71
72         /*
73          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
74          * are scanned.
75          */
76         nodemask_t      *nodemask;
77
78         /*
79          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
80          * primary target of this reclaim invocation.
81          */
82         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
83
84         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
85         int priority;
86
87         unsigned int may_writepage:1;
88
89         /* Can mapped pages be reclaimed? */
90         unsigned int may_unmap:1;
91
92         /* Can pages be swapped as part of reclaim? */
93         unsigned int may_swap:1;
94
95         /* Can cgroups be reclaimed below their normal consumption range? */
96         unsigned int may_thrash:1;
97
98         unsigned int hibernation_mode:1;
99
100         /* One of the zones is ready for compaction */
101         unsigned int compaction_ready:1;
102
103         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
104         unsigned long nr_scanned;
105
106         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
107         unsigned long nr_reclaimed;
108 };
109
110 #define lru_to_page(_head) (list_entry((_head)->prev, struct page, lru))
111
112 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
113 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field)                    \
114         do {                                                            \
115                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
116                         struct page *prev;                              \
117                                                                         \
118                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
119                         prefetch(&prev->_field);                        \
120                 }                                                       \
121         } while (0)
122 #else
123 #define prefetch_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
124 #endif
125
126 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
127 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field)                   \
128         do {                                                            \
129                 if ((_page)->lru.prev != _base) {                       \
130                         struct page *prev;                              \
131                                                                         \
132                         prev = lru_to_page(&(_page->lru));              \
133                         prefetchw(&prev->_field);                       \
134                 }                                                       \
135         } while (0)
136 #else
137 #define prefetchw_prev_lru_page(_page, _base, _field) do { } while (0)
138 #endif
139
140 /*
141  * From 0 .. 100.  Higher means more swappy.
142  */
143 int vm_swappiness = 60;
144 /*
145  * The total number of pages which are beyond the high watermark within all
146  * zones.
147  */
148 unsigned long vm_total_pages;
149
150 static LIST_HEAD(shrinker_list);
151 static DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
152
153 #ifdef CONFIG_MEMCG
154 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
155 {
156         return !sc->target_mem_cgroup;
157 }
158
159 /**
160  * sane_reclaim - is the usual dirty throttling mechanism operational?
161  * @sc: scan_control in question
162  *
163  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
164  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
165  * shrink_page_list() is used for throttling instead, which lacks all the
166  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
167  * allocation and configurability.
168  *
169  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
170  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
171  */
172 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
173 {
174         struct mem_cgroup *memcg = sc->target_mem_cgroup;
175
176         if (!memcg)
177                 return true;
178 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
179         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
180                 return true;
181 #endif
182         return false;
183 }
184 #else
185 static bool global_reclaim(struct scan_control *sc)
186 {
187         return true;
188 }
189
190 static bool sane_reclaim(struct scan_control *sc)
191 {
192         return true;
193 }
194 #endif
195
196 static unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
197 {
198         unsigned long nr;
199
200         nr = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
201              zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
202
203         if (get_nr_swap_pages() > 0)
204                 nr += zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON) +
205                       zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
206
207         return nr;
208 }
209
210 bool zone_reclaimable(struct zone *zone)
211 {
212         return zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED) <
213                 zone_reclaimable_pages(zone) * 6;
214 }
215
216 static unsigned long get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
217 {
218         if (!mem_cgroup_disabled())
219                 return mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
220
221         return zone_page_state(lruvec_zone(lruvec), NR_LRU_BASE + lru);
222 }
223
224 struct dentry *debug_file;
225
226 static int debug_shrinker_show(struct seq_file *s, void *unused)
227 {
228         struct shrinker *shrinker;
229         struct shrink_control sc;
230
231         sc.gfp_mask = -1;
232         sc.nr_to_scan = 0;
233
234         down_read(&shrinker_rwsem);
235         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
236                 int num_objs;
237
238                 num_objs = shrinker->count_objects(shrinker, &sc);
239                 seq_printf(s, "%pf %d\n", shrinker->scan_objects, num_objs);
240         }
241         up_read(&shrinker_rwsem);
242         return 0;
243 }
244
245 static int debug_shrinker_open(struct inode *inode, struct file *file)
246 {
247         return single_open(file, debug_shrinker_show, inode->i_private);
248 }
249
250 static const struct file_operations debug_shrinker_fops = {
251         .open = debug_shrinker_open,
252         .read = seq_read,
253         .llseek = seq_lseek,
254         .release = single_release,
255 };
256
257 /*
258  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
259  */
260 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
261 {
262         size_t size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
263
264         /*
265          * If we only have one possible node in the system anyway, save
266          * ourselves the trouble and disable NUMA aware behavior. This way we
267          * will save memory and some small loop time later.
268          */
269         if (nr_node_ids == 1)
270                 shrinker->flags &= ~SHRINKER_NUMA_AWARE;
271
272         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
273                 size *= nr_node_ids;
274
275         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
276         if (!shrinker->nr_deferred)
277                 return -ENOMEM;
278
279         down_write(&shrinker_rwsem);
280         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
281         up_write(&shrinker_rwsem);
282         return 0;
283 }
284 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
285
286 static int __init add_shrinker_debug(void)
287 {
288         debugfs_create_file("shrinker", 0644, NULL, NULL,
289                             &debug_shrinker_fops);
290         return 0;
291 }
292
293 late_initcall(add_shrinker_debug);
294
295 /*
296  * Remove one
297  */
298 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
299 {
300         down_write(&shrinker_rwsem);
301         list_del(&shrinker->list);
302         up_write(&shrinker_rwsem);
303         kfree(shrinker->nr_deferred);
304 }
305 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
306
307 #define SHRINK_BATCH 128
308
309 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
310                                     struct shrinker *shrinker,
311                                     unsigned long nr_scanned,
312                                     unsigned long nr_eligible)
313 {
314         unsigned long freed = 0;
315         unsigned long long delta;
316         long total_scan;
317         long freeable;
318         long nr;
319         long new_nr;
320         int nid = shrinkctl->nid;
321         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
322                                           : SHRINK_BATCH;
323
324         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
325         if (freeable == 0)
326                 return 0;
327
328         /*
329          * copy the current shrinker scan count into a local variable
330          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
331          * don't also do this scanning work.
332          */
333         nr = atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
334
335         total_scan = nr;
336         delta = (4 * nr_scanned) / shrinker->seeks;
337         delta *= freeable;
338         do_div(delta, nr_eligible + 1);
339         total_scan += delta;
340         if (total_scan < 0) {
341                 pr_err("shrink_slab: %pF negative objects to delete nr=%ld\n",
342                        shrinker->scan_objects, total_scan);
343                 total_scan = freeable;
344         }
345
346         /*
347          * We need to avoid excessive windup on filesystem shrinkers
348          * due to large numbers of GFP_NOFS allocations causing the
349          * shrinkers to return -1 all the time. This results in a large
350          * nr being built up so when a shrink that can do some work
351          * comes along it empties the entire cache due to nr >>>
352          * freeable. This is bad for sustaining a working set in
353          * memory.
354          *
355          * Hence only allow the shrinker to scan the entire cache when
356          * a large delta change is calculated directly.
357          */
358         if (delta < freeable / 4)
359                 total_scan = min(total_scan, freeable / 2);
360
361         /*
362          * Avoid risking looping forever due to too large nr value:
363          * never try to free more than twice the estimate number of
364          * freeable entries.
365          */
366         if (total_scan > freeable * 2)
367                 total_scan = freeable * 2;
368
369         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
370                                    nr_scanned, nr_eligible,
371                                    freeable, delta, total_scan);
372
373         /*
374          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
375          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
376          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
377          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
378          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
379          * objects spread over several slabs with usage less than the
380          * batch_size.
381          *
382          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
383          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
384          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
385          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
386          * possible.
387          */
388         while (total_scan >= batch_size ||
389                total_scan >= freeable) {
390                 unsigned long ret;
391                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
392
393                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
394                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
395                 if (ret == SHRINK_STOP)
396                         break;
397                 freed += ret;
398
399                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, nr_to_scan);
400                 total_scan -= nr_to_scan;
401
402                 cond_resched();
403         }
404
405         /*
406          * move the unused scan count back into the shrinker in a
407          * manner that handles concurrent updates. If we exhausted the
408          * scan, there is no need to do an update.
409          */
410         if (total_scan > 0)
411                 new_nr = atomic_long_add_return(total_scan,
412                                                 &shrinker->nr_deferred[nid]);
413         else
414                 new_nr = atomic_long_read(&shrinker->nr_deferred[nid]);
415
416         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
417         return freed;
418 }
419
420 /**
421  * shrink_slab - shrink slab caches
422  * @gfp_mask: allocation context
423  * @nid: node whose slab caches to target
424  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
425  * @nr_scanned: pressure numerator
426  * @nr_eligible: pressure denominator
427  *
428  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
429  *
430  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
431  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
432  *
433  * @memcg specifies the memory cgroup to target. If it is not NULL,
434  * only shrinkers with SHRINKER_MEMCG_AWARE set will be called to scan
435  * objects from the memory cgroup specified. Otherwise all shrinkers
436  * are called, and memcg aware shrinkers are supposed to scan the
437  * global list then.
438  *
439  * @nr_scanned and @nr_eligible form a ratio that indicate how much of
440  * the available objects should be scanned.  Page reclaim for example
441  * passes the number of pages scanned and the number of pages on the
442  * LRU lists that it considered on @nid, plus a bias in @nr_scanned
443  * when it encountered mapped pages.  The ratio is further biased by
444  * the ->seeks setting of the shrink function, which indicates the
445  * cost to recreate an object relative to that of an LRU page.
446  *
447  * Returns the number of reclaimed slab objects.
448  */
449 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
450                                  struct mem_cgroup *memcg,
451                                  unsigned long nr_scanned,
452                                  unsigned long nr_eligible)
453 {
454         struct shrinker *shrinker;
455         unsigned long freed = 0;
456
457         if (memcg && !memcg_kmem_is_active(memcg))
458                 return 0;
459
460         if (nr_scanned == 0)
461                 nr_scanned = SWAP_CLUSTER_MAX;
462
463         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem)) {
464                 /*
465                  * If we would return 0, our callers would understand that we
466                  * have nothing else to shrink and give up trying. By returning
467                  * 1 we keep it going and assume we'll be able to shrink next
468                  * time.
469                  */
470                 freed = 1;
471                 goto out;
472         }
473
474         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
475                 struct shrink_control sc = {
476                         .gfp_mask = gfp_mask,
477                         .nid = nid,
478                         .memcg = memcg,
479                 };
480
481                 if (memcg && !(shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
482                         continue;
483
484                 if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
485                         sc.nid = 0;
486
487                 freed += do_shrink_slab(&sc, shrinker, nr_scanned, nr_eligible);
488         }
489
490         up_read(&shrinker_rwsem);
491 out:
492         cond_resched();
493         return freed;
494 }
495
496 void drop_slab_node(int nid)
497 {
498         unsigned long freed;
499
500         do {
501                 struct mem_cgroup *memcg = NULL;
502
503                 freed = 0;
504                 do {
505                         freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg,
506                                              1000, 1000);
507                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
508         } while (freed > 10);
509 }
510
511 void drop_slab(void)
512 {
513         int nid;
514
515         for_each_online_node(nid)
516                 drop_slab_node(nid);
517 }
518
519 static inline int is_page_cache_freeable(struct page *page)
520 {
521         /*
522          * A freeable page cache page is referenced only by the caller
523          * that isolated the page, the page cache radix tree and
524          * optional buffer heads at page->private.
525          */
526         return page_count(page) - page_has_private(page) == 2;
527 }
528
529 static int may_write_to_inode(struct inode *inode, struct scan_control *sc)
530 {
531         if (current->flags & PF_SWAPWRITE)
532                 return 1;
533         if (!inode_write_congested(inode))
534                 return 1;
535         if (inode_to_bdi(inode) == current->backing_dev_info)
536                 return 1;
537         return 0;
538 }
539
540 /*
541  * We detected a synchronous write error writing a page out.  Probably
542  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
543  * fsync(), msync() or close().
544  *
545  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
546  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the page and once
547  * that page is locked, the mapping is pinned.
548  *
549  * We're allowed to run sleeping lock_page() here because we know the caller has
550  * __GFP_FS.
551  */
552 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
553                                 struct page *page, int error)
554 {
555         lock_page(page);
556         if (page_mapping(page) == mapping)
557                 mapping_set_error(mapping, error);
558         unlock_page(page);
559 }
560
561 /* possible outcome of pageout() */
562 typedef enum {
563         /* failed to write page out, page is locked */
564         PAGE_KEEP,
565         /* move page to the active list, page is locked */
566         PAGE_ACTIVATE,
567         /* page has been sent to the disk successfully, page is unlocked */
568         PAGE_SUCCESS,
569         /* page is clean and locked */
570         PAGE_CLEAN,
571 } pageout_t;
572
573 /*
574  * pageout is called by shrink_page_list() for each dirty page.
575  * Calls ->writepage().
576  */
577 static pageout_t pageout(struct page *page, struct address_space *mapping,
578                          struct scan_control *sc)
579 {
580         /*
581          * If the page is dirty, only perform writeback if that write
582          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
583          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
584          * stalls if we need to run get_block().  We could test
585          * PagePrivate for that.
586          *
587          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
588          * this page's queue, we can perform writeback even if that
589          * will block.
590          *
591          * If the page is swapcache, write it back even if that would
592          * block, for some throttling. This happens by accident, because
593          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
594          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
595          */
596         if (!is_page_cache_freeable(page))
597                 return PAGE_KEEP;
598         if (!mapping) {
599                 /*
600                  * Some data journaling orphaned pages can have
601                  * page->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
602                  */
603                 if (page_has_private(page)) {
604                         if (try_to_free_buffers(page)) {
605                                 ClearPageDirty(page);
606                                 pr_info("%s: orphaned page\n", __func__);
607                                 return PAGE_CLEAN;
608                         }
609                 }
610                 return PAGE_KEEP;
611         }
612         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
613                 return PAGE_ACTIVATE;
614         if (!may_write_to_inode(mapping->host, sc))
615                 return PAGE_KEEP;
616
617         if (clear_page_dirty_for_io(page)) {
618                 int res;
619                 struct writeback_control wbc = {
620                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
621                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
622                         .range_start = 0,
623                         .range_end = LLONG_MAX,
624                         .for_reclaim = 1,
625                 };
626
627                 SetPageReclaim(page);
628                 res = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
629                 if (res < 0)
630                         handle_write_error(mapping, page, res);
631                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
632                         ClearPageReclaim(page);
633                         return PAGE_ACTIVATE;
634                 }
635
636                 if (!PageWriteback(page)) {
637                         /* synchronous write or broken a_ops? */
638                         ClearPageReclaim(page);
639                 }
640                 trace_mm_vmscan_writepage(page, trace_reclaim_flags(page));
641                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_WRITE);
642                 return PAGE_SUCCESS;
643         }
644
645         return PAGE_CLEAN;
646 }
647
648 /*
649  * Same as remove_mapping, but if the page is removed from the mapping, it
650  * gets returned with a refcount of 0.
651  */
652 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page,
653                             bool reclaimed)
654 {
655         unsigned long flags;
656         struct mem_cgroup *memcg;
657
658         BUG_ON(!PageLocked(page));
659         BUG_ON(mapping != page_mapping(page));
660
661         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
662         spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
663         /*
664          * The non racy check for a busy page.
665          *
666          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
667          * a ref to the page, it may be possible that they dirty it then
668          * drop the reference. So if PageDirty is tested before page_count
669          * here, then the following race may occur:
670          *
671          * get_user_pages(&page);
672          * [user mapping goes away]
673          * write_to(page);
674          *                              !PageDirty(page)    [good]
675          * SetPageDirty(page);
676          * put_page(page);
677          *                              !page_count(page)   [good, discard it]
678          *
679          * [oops, our write_to data is lost]
680          *
681          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
682          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the page->flags
683          * load is not satisfied before that of page->_count.
684          *
685          * Note that if SetPageDirty is always performed via set_page_dirty,
686          * and thus under tree_lock, then this ordering is not required.
687          */
688         if (!page_freeze_refs(page, 2))
689                 goto cannot_free;
690         /* note: atomic_cmpxchg in page_freeze_refs provides the smp_rmb */
691         if (unlikely(PageDirty(page))) {
692                 page_unfreeze_refs(page, 2);
693                 goto cannot_free;
694         }
695
696         if (PageSwapCache(page)) {
697                 swp_entry_t swap = { .val = page_private(page) };
698                 mem_cgroup_swapout(page, swap);
699                 __delete_from_swap_cache(page);
700                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
701                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
702                 swapcache_free(swap);
703         } else {
704                 void (*freepage)(struct page *);
705                 void *shadow = NULL;
706
707                 freepage = mapping->a_ops->freepage;
708                 /*
709                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
710                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
711                  *
712                  * But don't store shadows in an address space that is
713                  * already exiting.  This is not just an optizimation,
714                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
715                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
716                  * back.
717                  */
718                 if (reclaimed && page_is_file_cache(page) &&
719                     !mapping_exiting(mapping))
720                         shadow = workingset_eviction(mapping, page);
721                 __delete_from_page_cache(page, shadow, memcg);
722                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
723                 mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
724
725                 if (freepage != NULL)
726                         freepage(page);
727         }
728
729         return 1;
730
731 cannot_free:
732         spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
733         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
734         return 0;
735 }
736
737 /*
738  * Attempt to detach a locked page from its ->mapping.  If it is dirty or if
739  * someone else has a ref on the page, abort and return 0.  If it was
740  * successfully detached, return 1.  Assumes the caller has a single ref on
741  * this page.
742  */
743 int remove_mapping(struct address_space *mapping, struct page *page)
744 {
745         if (__remove_mapping(mapping, page, false)) {
746                 /*
747                  * Unfreezing the refcount with 1 rather than 2 effectively
748                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
749                  * atomic operation.
750                  */
751                 page_unfreeze_refs(page, 1);
752                 return 1;
753         }
754         return 0;
755 }
756
757 /**
758  * putback_lru_page - put previously isolated page onto appropriate LRU list
759  * @page: page to be put back to appropriate lru list
760  *
761  * Add previously isolated @page to appropriate LRU list.
762  * Page may still be unevictable for other reasons.
763  *
764  * lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
765  */
766 void putback_lru_page(struct page *page)
767 {
768         bool is_unevictable;
769         int was_unevictable = PageUnevictable(page);
770
771         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
772
773 redo:
774         ClearPageUnevictable(page);
775
776         if (page_evictable(page)) {
777                 /*
778                  * For evictable pages, we can use the cache.
779                  * In event of a race, worst case is we end up with an
780                  * unevictable page on [in]active list.
781                  * We know how to handle that.
782                  */
783                 is_unevictable = false;
784                 lru_cache_add(page);
785         } else {
786                 /*
787                  * Put unevictable pages directly on zone's unevictable
788                  * list.
789                  */
790                 is_unevictable = true;
791                 add_page_to_unevictable_list(page);
792                 /*
793                  * When racing with an mlock or AS_UNEVICTABLE clearing
794                  * (page is unlocked) make sure that if the other thread
795                  * does not observe our setting of PG_lru and fails
796                  * isolation/check_move_unevictable_pages,
797                  * we see PG_mlocked/AS_UNEVICTABLE cleared below and move
798                  * the page back to the evictable list.
799                  *
800                  * The other side is TestClearPageMlocked() or shmem_lock().
801                  */
802                 smp_mb();
803         }
804
805         /*
806          * page's status can change while we move it among lru. If an evictable
807          * page is on unevictable list, it never be freed. To avoid that,
808          * check after we added it to the list, again.
809          */
810         if (is_unevictable && page_evictable(page)) {
811                 if (!isolate_lru_page(page)) {
812                         put_page(page);
813                         goto redo;
814                 }
815                 /* This means someone else dropped this page from LRU
816                  * So, it will be freed or putback to LRU again. There is
817                  * nothing to do here.
818                  */
819         }
820
821         if (was_unevictable && !is_unevictable)
822                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGRESCUED);
823         else if (!was_unevictable && is_unevictable)
824                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCULLED);
825
826         put_page(page);         /* drop ref from isolate */
827 }
828
829 enum page_references {
830         PAGEREF_RECLAIM,
831         PAGEREF_RECLAIM_CLEAN,
832         PAGEREF_KEEP,
833         PAGEREF_ACTIVATE,
834 };
835
836 static enum page_references page_check_references(struct page *page,
837                                                   struct scan_control *sc)
838 {
839         int referenced_ptes, referenced_page;
840         unsigned long vm_flags;
841
842         referenced_ptes = page_referenced(page, 1, sc->target_mem_cgroup,
843                                           &vm_flags);
844         referenced_page = TestClearPageReferenced(page);
845
846         /*
847          * Mlock lost the isolation race with us.  Let try_to_unmap()
848          * move the page to the unevictable list.
849          */
850         if (vm_flags & VM_LOCKED)
851                 return PAGEREF_RECLAIM;
852
853         if (referenced_ptes) {
854                 if (PageSwapBacked(page))
855                         return PAGEREF_ACTIVATE;
856                 /*
857                  * All mapped pages start out with page table
858                  * references from the instantiating fault, so we need
859                  * to look twice if a mapped file page is used more
860                  * than once.
861                  *
862                  * Mark it and spare it for another trip around the
863                  * inactive list.  Another page table reference will
864                  * lead to its activation.
865                  *
866                  * Note: the mark is set for activated pages as well
867                  * so that recently deactivated but used pages are
868                  * quickly recovered.
869                  */
870                 SetPageReferenced(page);
871
872                 if (referenced_page || referenced_ptes > 1)
873                         return PAGEREF_ACTIVATE;
874
875                 /*
876                  * Activate file-backed executable pages after first usage.
877                  */
878                 if (vm_flags & VM_EXEC)
879                         return PAGEREF_ACTIVATE;
880
881                 return PAGEREF_KEEP;
882         }
883
884         /* Reclaim if clean, defer dirty pages to writeback */
885         if (referenced_page && !PageSwapBacked(page))
886                 return PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
887
888         return PAGEREF_RECLAIM;
889 }
890
891 /* Check if a page is dirty or under writeback */
892 static void page_check_dirty_writeback(struct page *page,
893                                        bool *dirty, bool *writeback)
894 {
895         struct address_space *mapping;
896
897         /*
898          * Anonymous pages are not handled by flushers and must be written
899          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them
900          */
901         if (!page_is_file_cache(page)) {
902                 *dirty = false;
903                 *writeback = false;
904                 return;
905         }
906
907         /* By default assume that the page flags are accurate */
908         *dirty = PageDirty(page);
909         *writeback = PageWriteback(page);
910
911         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
912         if (!page_has_private(page))
913                 return;
914
915         mapping = page_mapping(page);
916         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
917                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(page, dirty, writeback);
918 }
919
920 /*
921  * shrink_page_list() returns the number of reclaimed pages
922  */
923 static unsigned long shrink_page_list(struct list_head *page_list,
924                                       struct zone *zone,
925                                       struct scan_control *sc,
926                                       enum ttu_flags ttu_flags,
927                                       unsigned long *ret_nr_dirty,
928                                       unsigned long *ret_nr_unqueued_dirty,
929                                       unsigned long *ret_nr_congested,
930                                       unsigned long *ret_nr_writeback,
931                                       unsigned long *ret_nr_immediate,
932                                       bool force_reclaim)
933 {
934         LIST_HEAD(ret_pages);
935         LIST_HEAD(free_pages);
936         int pgactivate = 0;
937         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
938         unsigned long nr_dirty = 0;
939         unsigned long nr_congested = 0;
940         unsigned long nr_reclaimed = 0;
941         unsigned long nr_writeback = 0;
942         unsigned long nr_immediate = 0;
943
944         cond_resched();
945
946         while (!list_empty(page_list)) {
947                 struct address_space *mapping;
948                 struct page *page;
949                 int may_enter_fs;
950                 enum page_references references = PAGEREF_RECLAIM_CLEAN;
951                 bool dirty, writeback;
952
953                 cond_resched();
954
955                 page = lru_to_page(page_list);
956                 list_del(&page->lru);
957
958                 if (!trylock_page(page))
959                         goto keep;
960
961                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
962                 VM_BUG_ON_PAGE(page_zone(page) != zone, page);
963
964                 sc->nr_scanned++;
965
966                 if (unlikely(!page_evictable(page)))
967                         goto cull_mlocked;
968
969                 if (!sc->may_unmap && page_mapped(page))
970                         goto keep_locked;
971
972                 /* Double the slab pressure for mapped and swapcache pages */
973                 if (page_mapped(page) || PageSwapCache(page))
974                         sc->nr_scanned++;
975
976                 may_enter_fs = (sc->gfp_mask & __GFP_FS) ||
977                         (PageSwapCache(page) && (sc->gfp_mask & __GFP_IO));
978
979                 /*
980                  * The number of dirty pages determines if a zone is marked
981                  * reclaim_congested which affects wait_iff_congested. kswapd
982                  * will stall and start writing pages if the tail of the LRU
983                  * is all dirty unqueued pages.
984                  */
985                 page_check_dirty_writeback(page, &dirty, &writeback);
986                 if (dirty || writeback)
987                         nr_dirty++;
988
989                 if (dirty && !writeback)
990                         nr_unqueued_dirty++;
991
992                 /*
993                  * Treat this page as congested if the underlying BDI is or if
994                  * pages are cycling through the LRU so quickly that the
995                  * pages marked for immediate reclaim are making it to the
996                  * end of the LRU a second time.
997                  */
998                 mapping = page_mapping(page);
999                 if (((dirty || writeback) && mapping &&
1000                      inode_write_congested(mapping->host)) ||
1001                     (writeback && PageReclaim(page)))
1002                         nr_congested++;
1003
1004                 /*
1005                  * If a page at the tail of the LRU is under writeback, there
1006                  * are three cases to consider.
1007                  *
1008                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number of pages
1009                  *    under writeback and this page is both under writeback and
1010                  *    PageReclaim then it indicates that pages are being queued
1011                  *    for IO but are being recycled through the LRU before the
1012                  *    IO can complete. Waiting on the page itself risks an
1013                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback the
1014                  *    page due to IO error or disconnected storage so instead
1015                  *    note that the LRU is being scanned too quickly and the
1016                  *    caller can stall after page list has been processed.
1017                  *
1018                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a page that is
1019                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1020                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1021                  *    not to fs). In this case mark the page for immediate
1022                  *    reclaim and continue scanning.
1023                  *
1024                  *    Require may_enter_fs because we would wait on fs, which
1025                  *    may not have submitted IO yet. And the loop driver might
1026                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a page for
1027                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1028                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1029                  *    would probably show more reasons.
1030                  *
1031                  * 3) Legacy memcg encounters a page that is already marked
1032                  *    PageReclaim. memcg does not have any dirty pages
1033                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1034                  *    pages are in writeback and there is nothing else to
1035                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1036                  */
1037                 if (PageWriteback(page)) {
1038                         /* Case 1 above */
1039                         if (current_is_kswapd() &&
1040                             PageReclaim(page) &&
1041                             test_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags)) {
1042                                 nr_immediate++;
1043                                 goto keep_locked;
1044
1045                         /* Case 2 above */
1046                         } else if (sane_reclaim(sc) ||
1047                             !PageReclaim(page) || !may_enter_fs) {
1048                                 /*
1049                                  * This is slightly racy - end_page_writeback()
1050                                  * might have just cleared PageReclaim, then
1051                                  * setting PageReclaim here end up interpreted
1052                                  * as PageReadahead - but that does not matter
1053                                  * enough to care.  What we do want is for this
1054                                  * page to have PageReclaim set next time memcg
1055                                  * reclaim reaches the tests above, so it will
1056                                  * then wait_on_page_writeback() to avoid OOM;
1057                                  * and it's also appropriate in global reclaim.
1058                                  */
1059                                 SetPageReclaim(page);
1060                                 nr_writeback++;
1061                                 goto keep_locked;
1062
1063                         /* Case 3 above */
1064                         } else {
1065                                 unlock_page(page);
1066                                 wait_on_page_writeback(page);
1067                                 /* then go back and try same page again */
1068                                 list_add_tail(&page->lru, page_list);
1069                                 continue;
1070                         }
1071                 }
1072
1073                 if (!force_reclaim)
1074                         references = page_check_references(page, sc);
1075
1076                 switch (references) {
1077                 case PAGEREF_ACTIVATE:
1078                         goto activate_locked;
1079                 case PAGEREF_KEEP:
1080                         goto keep_locked;
1081                 case PAGEREF_RECLAIM:
1082                 case PAGEREF_RECLAIM_CLEAN:
1083                         ; /* try to reclaim the page below */
1084                 }
1085
1086                 /*
1087                  * Anonymous process memory has backing store?
1088                  * Try to allocate it some swap space here.
1089                  */
1090                 if (PageAnon(page) && !PageSwapCache(page)) {
1091                         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1092                                 goto keep_locked;
1093                         if (!add_to_swap(page, page_list))
1094                                 goto activate_locked;
1095                         may_enter_fs = 1;
1096
1097                         /* Adding to swap updated mapping */
1098                         mapping = page_mapping(page);
1099                 }
1100
1101                 /*
1102                  * The page is mapped into the page tables of one or more
1103                  * processes. Try to unmap it here.
1104                  */
1105                 if (page_mapped(page) && mapping) {
1106                         switch (try_to_unmap(page,
1107                                         ttu_flags|TTU_BATCH_FLUSH)) {
1108                         case SWAP_FAIL:
1109                                 goto activate_locked;
1110                         case SWAP_AGAIN:
1111                                 goto keep_locked;
1112                         case SWAP_MLOCK:
1113                                 goto cull_mlocked;
1114                         case SWAP_SUCCESS:
1115                                 ; /* try to free the page below */
1116                         }
1117                 }
1118
1119                 if (PageDirty(page)) {
1120                         /*
1121                          * Only kswapd can writeback filesystem pages to
1122                          * avoid risk of stack overflow but only writeback
1123                          * if many dirty pages have been encountered.
1124                          */
1125                         if (page_is_file_cache(page) &&
1126                                         (!current_is_kswapd() ||
1127                                          !test_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags))) {
1128                                 /*
1129                                  * Immediately reclaim when written back.
1130                                  * Similar in principal to deactivate_page()
1131                                  * except we already have the page isolated
1132                                  * and know it's dirty
1133                                  */
1134                                 inc_zone_page_state(page, NR_VMSCAN_IMMEDIATE);
1135                                 SetPageReclaim(page);
1136
1137                                 goto keep_locked;
1138                         }
1139
1140                         if (references == PAGEREF_RECLAIM_CLEAN)
1141                                 goto keep_locked;
1142                         if (!may_enter_fs)
1143                                 goto keep_locked;
1144                         if (!sc->may_writepage)
1145                                 goto keep_locked;
1146
1147                         /*
1148                          * Page is dirty. Flush the TLB if a writable entry
1149                          * potentially exists to avoid CPU writes after IO
1150                          * starts and then write it out here.
1151                          */
1152                         try_to_unmap_flush_dirty();
1153                         switch (pageout(page, mapping, sc)) {
1154                         case PAGE_KEEP:
1155                                 goto keep_locked;
1156                         case PAGE_ACTIVATE:
1157                                 goto activate_locked;
1158                         case PAGE_SUCCESS:
1159                                 if (PageWriteback(page))
1160                                         goto keep;
1161                                 if (PageDirty(page))
1162                                         goto keep;
1163
1164                                 /*
1165                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
1166                                  * ahead and try to reclaim the page.
1167                                  */
1168                                 if (!trylock_page(page))
1169                                         goto keep;
1170                                 if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
1171                                         goto keep_locked;
1172                                 mapping = page_mapping(page);
1173                         case PAGE_CLEAN:
1174                                 ; /* try to free the page below */
1175                         }
1176                 }
1177
1178                 /*
1179                  * If the page has buffers, try to free the buffer mappings
1180                  * associated with this page. If we succeed we try to free
1181                  * the page as well.
1182                  *
1183                  * We do this even if the page is PageDirty().
1184                  * try_to_release_page() does not perform I/O, but it is
1185                  * possible for a page to have PageDirty set, but it is actually
1186                  * clean (all its buffers are clean).  This happens if the
1187                  * buffers were written out directly, with submit_bh(). ext3
1188                  * will do this, as well as the blockdev mapping.
1189                  * try_to_release_page() will discover that cleanness and will
1190                  * drop the buffers and mark the page clean - it can be freed.
1191                  *
1192                  * Rarely, pages can have buffers and no ->mapping.  These are
1193                  * the pages which were not successfully invalidated in
1194                  * truncate_complete_page().  We try to drop those buffers here
1195                  * and if that worked, and the page is no longer mapped into
1196                  * process address space (page_count == 1) it can be freed.
1197                  * Otherwise, leave the page on the LRU so it is swappable.
1198                  */
1199                 if (page_has_private(page)) {
1200                         if (!try_to_release_page(page, sc->gfp_mask))
1201                                 goto activate_locked;
1202                         if (!mapping && page_count(page) == 1) {
1203                                 unlock_page(page);
1204                                 if (put_page_testzero(page))
1205                                         goto free_it;
1206                                 else {
1207                                         /*
1208                                          * rare race with speculative reference.
1209                                          * the speculative reference will free
1210                                          * this page shortly, so we may
1211                                          * increment nr_reclaimed here (and
1212                                          * leave it off the LRU).
1213                                          */
1214                                         nr_reclaimed++;
1215                                         continue;
1216                                 }
1217                         }
1218                 }
1219
1220                 if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, page, true))
1221                         goto keep_locked;
1222
1223                 /*
1224                  * At this point, we have no other references and there is
1225                  * no way to pick any more up (removed from LRU, removed
1226                  * from pagecache). Can use non-atomic bitops now (and
1227                  * we obviously don't have to worry about waking up a process
1228                  * waiting on the page lock, because there are no references.
1229                  */
1230                 __clear_page_locked(page);
1231 free_it:
1232                 nr_reclaimed++;
1233
1234                 /*
1235                  * Is there need to periodically free_page_list? It would
1236                  * appear not as the counts should be low
1237                  */
1238                 list_add(&page->lru, &free_pages);
1239                 continue;
1240
1241 cull_mlocked:
1242                 if (PageSwapCache(page))
1243                         try_to_free_swap(page);
1244                 unlock_page(page);
1245                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1246                 continue;
1247
1248 activate_locked:
1249                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
1250                 if (PageSwapCache(page) && vm_swap_full())
1251                         try_to_free_swap(page);
1252                 VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
1253                 SetPageActive(page);
1254                 pgactivate++;
1255 keep_locked:
1256                 unlock_page(page);
1257 keep:
1258                 list_add(&page->lru, &ret_pages);
1259                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) || PageUnevictable(page), page);
1260         }
1261
1262         mem_cgroup_uncharge_list(&free_pages);
1263         try_to_unmap_flush();
1264         free_hot_cold_page_list(&free_pages, true);
1265
1266         list_splice(&ret_pages, page_list);
1267         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
1268
1269         *ret_nr_dirty += nr_dirty;
1270         *ret_nr_congested += nr_congested;
1271         *ret_nr_unqueued_dirty += nr_unqueued_dirty;
1272         *ret_nr_writeback += nr_writeback;
1273         *ret_nr_immediate += nr_immediate;
1274         return nr_reclaimed;
1275 }
1276
1277 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1278                                             struct list_head *page_list)
1279 {
1280         struct scan_control sc = {
1281                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
1282                 .priority = DEF_PRIORITY,
1283                 .may_unmap = 1,
1284         };
1285         unsigned long ret, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
1286         struct page *page, *next;
1287         LIST_HEAD(clean_pages);
1288
1289         list_for_each_entry_safe(page, next, page_list, lru) {
1290                 if (page_is_file_cache(page) && !PageDirty(page) &&
1291                     !isolated_balloon_page(page)) {
1292                         ClearPageActive(page);
1293                         list_move(&page->lru, &clean_pages);
1294                 }
1295         }
1296
1297         ret = shrink_page_list(&clean_pages, zone, &sc,
1298                         TTU_UNMAP|TTU_IGNORE_ACCESS,
1299                         &dummy1, &dummy2, &dummy3, &dummy4, &dummy5, true);
1300         list_splice(&clean_pages, page_list);
1301         mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE, -ret);
1302         return ret;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Attempt to remove the specified page from its LRU.  Only take this page
1307  * if it is of the appropriate PageActive status.  Pages which are being
1308  * freed elsewhere are also ignored.
1309  *
1310  * page:        page to consider
1311  * mode:        one of the LRU isolation modes defined above
1312  *
1313  * returns 0 on success, -ve errno on failure.
1314  */
1315 int __isolate_lru_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
1316 {
1317         int ret = -EINVAL;
1318
1319         /* Only take pages on the LRU. */
1320         if (!PageLRU(page))
1321                 return ret;
1322
1323         /* Compaction should not handle unevictable pages but CMA can do so */
1324         if (PageUnevictable(page) && !(mode & ISOLATE_UNEVICTABLE))
1325                 return ret;
1326
1327         ret = -EBUSY;
1328
1329         /*
1330          * To minimise LRU disruption, the caller can indicate that it only
1331          * wants to isolate pages it will be able to operate on without
1332          * blocking - clean pages for the most part.
1333          *
1334          * ISOLATE_CLEAN means that only clean pages should be isolated. This
1335          * is used by reclaim when it is cannot write to backing storage
1336          *
1337          * ISOLATE_ASYNC_MIGRATE is used to indicate that it only wants to pages
1338          * that it is possible to migrate without blocking
1339          */
1340         if (mode & (ISOLATE_CLEAN|ISOLATE_ASYNC_MIGRATE)) {
1341                 /* All the caller can do on PageWriteback is block */
1342                 if (PageWriteback(page))
1343                         return ret;
1344
1345                 if (PageDirty(page)) {
1346                         struct address_space *mapping;
1347
1348                         /* ISOLATE_CLEAN means only clean pages */
1349                         if (mode & ISOLATE_CLEAN)
1350                                 return ret;
1351
1352                         /*
1353                          * Only pages without mappings or that have a
1354                          * ->migratepage callback are possible to migrate
1355                          * without blocking
1356                          */
1357                         mapping = page_mapping(page);
1358                         if (mapping && !mapping->a_ops->migratepage)
1359                                 return ret;
1360                 }
1361         }
1362
1363         if ((mode & ISOLATE_UNMAPPED) && page_mapped(page))
1364                 return ret;
1365
1366         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
1367                 /*
1368                  * Be careful not to clear PageLRU until after we're
1369                  * sure the page is not being freed elsewhere -- the
1370                  * page release code relies on it.
1371                  */
1372                 ClearPageLRU(page);
1373                 ret = 0;
1374         }
1375
1376         return ret;
1377 }
1378
1379 /*
1380  * zone->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
1381  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
1382  * and working on them outside the LRU lock.
1383  *
1384  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
1385  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
1386  *
1387  * Appropriate locks must be held before calling this function.
1388  *
1389  * @nr_to_scan: The number of pages to look through on the list.
1390  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
1391  * @dst:        The temp list to put pages on to.
1392  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
1393  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
1394  * @mode:       One of the LRU isolation modes
1395  * @lru:        LRU list id for isolating
1396  *
1397  * returns how many pages were moved onto *@dst.
1398  */
1399 static unsigned long isolate_lru_pages(unsigned long nr_to_scan,
1400                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
1401                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
1402                 isolate_mode_t mode, enum lru_list lru)
1403 {
1404         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
1405         unsigned long nr_taken = 0;
1406         unsigned long scan;
1407
1408         for (scan = 0; scan < nr_to_scan && nr_taken < nr_to_scan &&
1409                                         !list_empty(src); scan++) {
1410                 struct page *page;
1411                 int nr_pages;
1412
1413                 page = lru_to_page(src);
1414                 prefetchw_prev_lru_page(page, src, flags);
1415
1416                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLRU(page), page);
1417
1418                 switch (__isolate_lru_page(page, mode)) {
1419                 case 0:
1420                         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1421                         mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, -nr_pages);
1422                         list_move(&page->lru, dst);
1423                         nr_taken += nr_pages;
1424                         break;
1425
1426                 case -EBUSY:
1427                         /* else it is being freed elsewhere */
1428                         list_move(&page->lru, src);
1429                         continue;
1430
1431                 default:
1432                         BUG();
1433                 }
1434         }
1435
1436         *nr_scanned = scan;
1437         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->order, nr_to_scan, scan,
1438                                     nr_taken, mode, is_file_lru(lru));
1439         return nr_taken;
1440 }
1441
1442 /**
1443  * isolate_lru_page - tries to isolate a page from its LRU list
1444  * @page: page to isolate from its LRU list
1445  *
1446  * Isolates a @page from an LRU list, clears PageLRU and adjusts the
1447  * vmstat statistic corresponding to whatever LRU list the page was on.
1448  *
1449  * Returns 0 if the page was removed from an LRU list.
1450  * Returns -EBUSY if the page was not on an LRU list.
1451  *
1452  * The returned page will have PageLRU() cleared.  If it was found on
1453  * the active list, it will have PageActive set.  If it was found on
1454  * the unevictable list, it will have the PageUnevictable bit set. That flag
1455  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
1456  *
1457  * The vmstat statistic corresponding to the list on which the page was
1458  * found will be decremented.
1459  *
1460  * Restrictions:
1461  * (1) Must be called with an elevated refcount on the page. This is a
1462  *     fundamentnal difference from isolate_lru_pages (which is called
1463  *     without a stable reference).
1464  * (2) the lru_lock must not be held.
1465  * (3) interrupts must be enabled.
1466  */
1467 int isolate_lru_page(struct page *page)
1468 {
1469         int ret = -EBUSY;
1470
1471         VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(page), page);
1472
1473         if (PageLRU(page)) {
1474                 struct zone *zone = page_zone(page);
1475                 struct lruvec *lruvec;
1476
1477                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1478                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1479                 if (PageLRU(page)) {
1480                         int lru = page_lru(page);
1481                         get_page(page);
1482                         ClearPageLRU(page);
1483                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1484                         ret = 0;
1485                 }
1486                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1487         }
1488         return ret;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
1493  * then get resheduled. When there are massive number of tasks doing page
1494  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
1495  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
1496  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
1497  */
1498 static int too_many_isolated(struct zone *zone, int file,
1499                 struct scan_control *sc)
1500 {
1501         unsigned long inactive, isolated;
1502
1503         if (current_is_kswapd())
1504                 return 0;
1505
1506         if (!sane_reclaim(sc))
1507                 return 0;
1508
1509         if (file) {
1510                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
1511                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE);
1512         } else {
1513                 inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1514                 isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
1515         }
1516
1517         /*
1518          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
1519          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
1520          * deadlock.
1521          */
1522         if ((sc->gfp_mask & (__GFP_IO | __GFP_FS)) == (__GFP_IO | __GFP_FS))
1523                 inactive >>= 3;
1524
1525         return isolated > inactive;
1526 }
1527
1528 static noinline_for_stack void
1529 putback_inactive_pages(struct lruvec *lruvec, struct list_head *page_list)
1530 {
1531         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1532         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1533         LIST_HEAD(pages_to_free);
1534
1535         /*
1536          * Put back any unfreeable pages.
1537          */
1538         while (!list_empty(page_list)) {
1539                 struct page *page = lru_to_page(page_list);
1540                 int lru;
1541
1542                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1543                 list_del(&page->lru);
1544                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1545                         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1546                         putback_lru_page(page);
1547                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1548                         continue;
1549                 }
1550
1551                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1552
1553                 SetPageLRU(page);
1554                 lru = page_lru(page);
1555                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
1556
1557                 if (is_active_lru(lru)) {
1558                         int file = is_file_lru(lru);
1559                         int numpages = hpage_nr_pages(page);
1560                         reclaim_stat->recent_rotated[file] += numpages;
1561                 }
1562                 if (put_page_testzero(page)) {
1563                         __ClearPageLRU(page);
1564                         __ClearPageActive(page);
1565                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1566
1567                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1568                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1569                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1570                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1571                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1572                         } else
1573                                 list_add(&page->lru, &pages_to_free);
1574                 }
1575         }
1576
1577         /*
1578          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
1579          */
1580         list_splice(&pages_to_free, page_list);
1581 }
1582
1583 /*
1584  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services
1585  * a backing device by writing to the page cache it sets PF_LESS_THROTTLE.
1586  * In that case we should only throttle if the backing device it is
1587  * writing to is congested.  In other cases it is safe to throttle.
1588  */
1589 static int current_may_throttle(void)
1590 {
1591         return !(current->flags & PF_LESS_THROTTLE) ||
1592                 current->backing_dev_info == NULL ||
1593                 bdi_write_congested(current->backing_dev_info);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_zone().  It returns the number
1598  * of reclaimed pages
1599  */
1600 static noinline_for_stack unsigned long
1601 shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan, struct lruvec *lruvec,
1602                      struct scan_control *sc, enum lru_list lru)
1603 {
1604         LIST_HEAD(page_list);
1605         unsigned long nr_scanned;
1606         unsigned long nr_reclaimed = 0;
1607         unsigned long nr_taken;
1608         unsigned long nr_dirty = 0;
1609         unsigned long nr_congested = 0;
1610         unsigned long nr_unqueued_dirty = 0;
1611         unsigned long nr_writeback = 0;
1612         unsigned long nr_immediate = 0;
1613         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1614         int file = is_file_lru(lru);
1615         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1616         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1617
1618         while (unlikely(too_many_isolated(zone, file, sc))) {
1619                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1620
1621                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
1622                 if (fatal_signal_pending(current))
1623                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
1624         }
1625
1626         lru_add_drain();
1627
1628         if (!sc->may_unmap)
1629                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1630         if (!sc->may_writepage)
1631                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1632
1633         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1634
1635         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &page_list,
1636                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1637
1638         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1639         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1640
1641         if (global_reclaim(sc)) {
1642                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1643                 if (current_is_kswapd())
1644                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_KSWAPD, zone, nr_scanned);
1645                 else
1646                         __count_zone_vm_events(PGSCAN_DIRECT, zone, nr_scanned);
1647         }
1648         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1649
1650         if (nr_taken == 0)
1651                 return 0;
1652
1653         nr_reclaimed = shrink_page_list(&page_list, zone, sc, TTU_UNMAP,
1654                                 &nr_dirty, &nr_unqueued_dirty, &nr_congested,
1655                                 &nr_writeback, &nr_immediate,
1656                                 false);
1657
1658         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1659
1660         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1661
1662         if (global_reclaim(sc)) {
1663                 if (current_is_kswapd())
1664                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_KSWAPD, zone,
1665                                                nr_reclaimed);
1666                 else
1667                         __count_zone_vm_events(PGSTEAL_DIRECT, zone,
1668                                                nr_reclaimed);
1669         }
1670
1671         putback_inactive_pages(lruvec, &page_list);
1672
1673         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1674
1675         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1676
1677         mem_cgroup_uncharge_list(&page_list);
1678         free_hot_cold_page_list(&page_list, true);
1679
1680         /*
1681          * If reclaim is isolating dirty pages under writeback, it implies
1682          * that the long-lived page allocation rate is exceeding the page
1683          * laundering rate. Either the global limits are not being effective
1684          * at throttling processes due to the page distribution throughout
1685          * zones or there is heavy usage of a slow backing device. The
1686          * only option is to throttle from reclaim context which is not ideal
1687          * as there is no guarantee the dirtying process is throttled in the
1688          * same way balance_dirty_pages() manages.
1689          *
1690          * Once a zone is flagged ZONE_WRITEBACK, kswapd will count the number
1691          * of pages under pages flagged for immediate reclaim and stall if any
1692          * are encountered in the nr_immediate check below.
1693          */
1694         if (nr_writeback && nr_writeback == nr_taken)
1695                 set_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
1696
1697         /*
1698          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
1699          * stalling here.
1700          */
1701         if (sane_reclaim(sc)) {
1702                 /*
1703                  * Tag a zone as congested if all the dirty pages scanned were
1704                  * backed by a congested BDI and wait_iff_congested will stall.
1705                  */
1706                 if (nr_dirty && nr_dirty == nr_congested)
1707                         set_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
1708
1709                 /*
1710                  * If dirty pages are scanned that are not queued for IO, it
1711                  * implies that flushers are not keeping up. In this case, flag
1712                  * the zone ZONE_DIRTY and kswapd will start writing pages from
1713                  * reclaim context.
1714                  */
1715                 if (nr_unqueued_dirty == nr_taken)
1716                         set_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
1717
1718                 /*
1719                  * If kswapd scans pages marked marked for immediate
1720                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it implies
1721                  * that pages are cycling through the LRU faster than
1722                  * they are written so also forcibly stall.
1723                  */
1724                 if (nr_immediate && current_may_throttle())
1725                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1726         }
1727
1728         /*
1729          * Stall direct reclaim for IO completions if underlying BDIs or zone
1730          * is congested. Allow kswapd to continue until it starts encountering
1731          * unqueued dirty pages or cycling through the LRU too quickly.
1732          */
1733         if (!sc->hibernation_mode && !current_is_kswapd() &&
1734             current_may_throttle())
1735                 wait_iff_congested(zone, BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1736
1737         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(zone->zone_pgdat->node_id,
1738                 zone_idx(zone),
1739                 nr_scanned, nr_reclaimed,
1740                 sc->priority,
1741                 trace_shrink_flags(file));
1742         return nr_reclaimed;
1743 }
1744
1745 /*
1746  * This moves pages from the active list to the inactive list.
1747  *
1748  * We move them the other way if the page is referenced by one or more
1749  * processes, from rmap.
1750  *
1751  * If the pages are mostly unmapped, the processing is fast and it is
1752  * appropriate to hold zone->lru_lock across the whole operation.  But if
1753  * the pages are mapped, the processing is slow (page_referenced()) so we
1754  * should drop zone->lru_lock around each page.  It's impossible to balance
1755  * this, so instead we remove the pages from the LRU while processing them.
1756  * It is safe to rely on PG_active against the non-LRU pages in here because
1757  * nobody will play with that bit on a non-LRU page.
1758  *
1759  * The downside is that we have to touch page->_count against each page.
1760  * But we had to alter page->flags anyway.
1761  */
1762
1763 static void move_active_pages_to_lru(struct lruvec *lruvec,
1764                                      struct list_head *list,
1765                                      struct list_head *pages_to_free,
1766                                      enum lru_list lru)
1767 {
1768         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1769         unsigned long pgmoved = 0;
1770         struct page *page;
1771         int nr_pages;
1772
1773         while (!list_empty(list)) {
1774                 page = lru_to_page(list);
1775                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
1776
1777                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
1778                 SetPageLRU(page);
1779
1780                 nr_pages = hpage_nr_pages(page);
1781                 mem_cgroup_update_lru_size(lruvec, lru, nr_pages);
1782                 list_move(&page->lru, &lruvec->lists[lru]);
1783                 pgmoved += nr_pages;
1784
1785                 if (put_page_testzero(page)) {
1786                         __ClearPageLRU(page);
1787                         __ClearPageActive(page);
1788                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, lru);
1789
1790                         if (unlikely(PageCompound(page))) {
1791                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1792                                 mem_cgroup_uncharge(page);
1793                                 (*get_compound_page_dtor(page))(page);
1794                                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1795                         } else
1796                                 list_add(&page->lru, pages_to_free);
1797                 }
1798         }
1799         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, pgmoved);
1800         if (!is_active_lru(lru))
1801                 __count_vm_events(PGDEACTIVATE, pgmoved);
1802 }
1803
1804 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
1805                                struct lruvec *lruvec,
1806                                struct scan_control *sc,
1807                                enum lru_list lru)
1808 {
1809         unsigned long nr_taken;
1810         unsigned long nr_scanned;
1811         unsigned long vm_flags;
1812         LIST_HEAD(l_hold);      /* The pages which were snipped off */
1813         LIST_HEAD(l_active);
1814         LIST_HEAD(l_inactive);
1815         struct page *page;
1816         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
1817         unsigned long nr_rotated = 0;
1818         isolate_mode_t isolate_mode = 0;
1819         int file = is_file_lru(lru);
1820         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
1821
1822         lru_add_drain();
1823
1824         if (!sc->may_unmap)
1825                 isolate_mode |= ISOLATE_UNMAPPED;
1826         if (!sc->may_writepage)
1827                 isolate_mode |= ISOLATE_CLEAN;
1828
1829         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1830
1831         nr_taken = isolate_lru_pages(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
1832                                      &nr_scanned, sc, isolate_mode, lru);
1833         if (global_reclaim(sc))
1834                 __mod_zone_page_state(zone, NR_PAGES_SCANNED, nr_scanned);
1835
1836         reclaim_stat->recent_scanned[file] += nr_taken;
1837
1838         __count_zone_vm_events(PGREFILL, zone, nr_scanned);
1839         __mod_zone_page_state(zone, NR_LRU_BASE + lru, -nr_taken);
1840         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
1841         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1842
1843         while (!list_empty(&l_hold)) {
1844                 cond_resched();
1845                 page = lru_to_page(&l_hold);
1846                 list_del(&page->lru);
1847
1848                 if (unlikely(!page_evictable(page))) {
1849                         putback_lru_page(page);
1850                         continue;
1851                 }
1852
1853                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
1854                         if (page_has_private(page) && trylock_page(page)) {
1855                                 if (page_has_private(page))
1856                                         try_to_release_page(page, 0);
1857                                 unlock_page(page);
1858                         }
1859                 }
1860
1861                 if (page_referenced(page, 0, sc->target_mem_cgroup,
1862                                     &vm_flags)) {
1863                         nr_rotated += hpage_nr_pages(page);
1864                         /*
1865                          * Identify referenced, file-backed active pages and
1866                          * give them one more trip around the active list. So
1867                          * that executable code get better chances to stay in
1868                          * memory under moderate memory pressure.  Anon pages
1869                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
1870                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC pages,
1871                          * so we ignore them here.
1872                          */
1873                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && page_is_file_cache(page)) {
1874                                 list_add(&page->lru, &l_active);
1875                                 continue;
1876                         }
1877                 }
1878
1879                 ClearPageActive(page);  /* we are de-activating */
1880                 list_add(&page->lru, &l_inactive);
1881         }
1882
1883         /*
1884          * Move pages back to the lru list.
1885          */
1886         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
1887         /*
1888          * Count referenced pages from currently used mappings as rotated,
1889          * even though only some of them are actually re-activated.  This
1890          * helps balance scan pressure between file and anonymous pages in
1891          * get_scan_count.
1892          */
1893         reclaim_stat->recent_rotated[file] += nr_rotated;
1894
1895         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_active, &l_hold, lru);
1896         move_active_pages_to_lru(lruvec, &l_inactive, &l_hold, lru - LRU_ACTIVE);
1897         __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
1898         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
1899
1900         mem_cgroup_uncharge_list(&l_hold);
1901         free_hot_cold_page_list(&l_hold, true);
1902 }
1903
1904 #ifdef CONFIG_SWAP
1905 static bool inactive_anon_is_low_global(struct zone *zone)
1906 {
1907         unsigned long active, inactive;
1908
1909         active = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON);
1910         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
1911
1912         return inactive * zone->inactive_ratio < active;
1913 }
1914
1915 /**
1916  * inactive_anon_is_low - check if anonymous pages need to be deactivated
1917  * @lruvec: LRU vector to check
1918  *
1919  * Returns true if the zone does not have enough inactive anon pages,
1920  * meaning some active anon pages need to be deactivated.
1921  */
1922 static bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1923 {
1924         /*
1925          * If we don't have swap space, anonymous page deactivation
1926          * is pointless.
1927          */
1928         if (!total_swap_pages)
1929                 return false;
1930
1931         if (!mem_cgroup_disabled())
1932                 return mem_cgroup_inactive_anon_is_low(lruvec);
1933
1934         return inactive_anon_is_low_global(lruvec_zone(lruvec));
1935 }
1936 #else
1937 static inline bool inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1938 {
1939         return false;
1940 }
1941 #endif
1942
1943 /**
1944  * inactive_file_is_low - check if file pages need to be deactivated
1945  * @lruvec: LRU vector to check
1946  *
1947  * When the system is doing streaming IO, memory pressure here
1948  * ensures that active file pages get deactivated, until more
1949  * than half of the file pages are on the inactive list.
1950  *
1951  * Once we get to that situation, protect the system's working
1952  * set from being evicted by disabling active file page aging.
1953  *
1954  * This uses a different ratio than the anonymous pages, because
1955  * the page cache uses a use-once replacement algorithm.
1956  */
1957 static bool inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1958 {
1959         unsigned long inactive;
1960         unsigned long active;
1961
1962         inactive = get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1963         active = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1964
1965         return active > inactive;
1966 }
1967
1968 static bool inactive_list_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
1969 {
1970         if (is_file_lru(lru))
1971                 return inactive_file_is_low(lruvec);
1972         else
1973                 return inactive_anon_is_low(lruvec);
1974 }
1975
1976 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
1977                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
1978 {
1979         if (is_active_lru(lru)) {
1980                 if (inactive_list_is_low(lruvec, lru))
1981                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1982                 return 0;
1983         }
1984
1985         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
1986 }
1987
1988 enum scan_balance {
1989         SCAN_EQUAL,
1990         SCAN_FRACT,
1991         SCAN_ANON,
1992         SCAN_FILE,
1993 };
1994
1995 /*
1996  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
1997  * scanned.  The relative value of each set of LRU lists is determined
1998  * by looking at the fraction of the pages scanned we did rotate back
1999  * onto the active list instead of evict.
2000  *
2001  * nr[0] = anon inactive pages to scan; nr[1] = anon active pages to scan
2002  * nr[2] = file inactive pages to scan; nr[3] = file active pages to scan
2003  */
2004 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, int swappiness,
2005                            struct scan_control *sc, unsigned long *nr,
2006                            unsigned long *lru_pages)
2007 {
2008         struct zone_reclaim_stat *reclaim_stat = &lruvec->reclaim_stat;
2009         u64 fraction[2];
2010         u64 denominator = 0;    /* gcc */
2011         struct zone *zone = lruvec_zone(lruvec);
2012         unsigned long anon_prio, file_prio;
2013         enum scan_balance scan_balance;
2014         unsigned long anon, file;
2015         bool force_scan = false;
2016         unsigned long ap, fp;
2017         enum lru_list lru;
2018         bool some_scanned;
2019         int pass;
2020
2021         /*
2022          * If the zone or memcg is small, nr[l] can be 0.  This
2023          * results in no scanning on this priority and a potential
2024          * priority drop.  Global direct reclaim can go to the next
2025          * zone and tends to have no problems. Global kswapd is for
2026          * zone balancing and it needs to scan a minimum amount. When
2027          * reclaiming for a memcg, a priority drop can cause high
2028          * latencies, so it's better to scan a minimum amount there as
2029          * well.
2030          */
2031         if (current_is_kswapd()) {
2032                 if (!zone_reclaimable(zone))
2033                         force_scan = true;
2034                 if (!mem_cgroup_lruvec_online(lruvec))
2035                         force_scan = true;
2036         }
2037         if (!global_reclaim(sc))
2038                 force_scan = true;
2039
2040         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon pages. */
2041         if (!sc->may_swap || (get_nr_swap_pages() <= 0)) {
2042                 scan_balance = SCAN_FILE;
2043                 goto out;
2044         }
2045
2046         /*
2047          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
2048          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
2049          * disable swapping for individual groups completely when
2050          * using the memory controller's swap limit feature would be
2051          * too expensive.
2052          */
2053         if (!global_reclaim(sc) && !swappiness) {
2054                 scan_balance = SCAN_FILE;
2055                 goto out;
2056         }
2057
2058         /*
2059          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
2060          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
2061          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
2062          */
2063         if (!sc->priority && swappiness) {
2064                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
2065                 goto out;
2066         }
2067
2068         /*
2069          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2070          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2071          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2072          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2073          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2074          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2075          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2076          */
2077         if (global_reclaim(sc)) {
2078                 unsigned long zonefile;
2079                 unsigned long zonefree;
2080
2081                 zonefree = zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2082                 zonefile = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
2083                            zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2084
2085                 if (unlikely(zonefile + zonefree <= high_wmark_pages(zone))) {
2086                         scan_balance = SCAN_ANON;
2087                         goto out;
2088                 }
2089         }
2090
2091         /*
2092          * There is enough inactive page cache, do not reclaim
2093          * anything from the anonymous working set right now.
2094          */
2095         if (!inactive_file_is_low(lruvec)) {
2096                 scan_balance = SCAN_FILE;
2097                 goto out;
2098         }
2099
2100         scan_balance = SCAN_FRACT;
2101
2102         /*
2103          * With swappiness at 100, anonymous and file have the same priority.
2104          * This scanning priority is essentially the inverse of IO cost.
2105          */
2106         anon_prio = swappiness;
2107         file_prio = 200 - anon_prio;
2108
2109         /*
2110          * OK, so we have swap space and a fair amount of page cache
2111          * pages.  We use the recently rotated / recently scanned
2112          * ratios to determine how valuable each cache is.
2113          *
2114          * Because workloads change over time (and to avoid overflow)
2115          * we keep these statistics as a floating average, which ends
2116          * up weighing recent references more than old ones.
2117          *
2118          * anon in [0], file in [1]
2119          */
2120
2121         anon  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON) +
2122                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
2123         file  = get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE) +
2124                 get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
2125
2126         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2127         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[0] > anon / 4)) {
2128                 reclaim_stat->recent_scanned[0] /= 2;
2129                 reclaim_stat->recent_rotated[0] /= 2;
2130         }
2131
2132         if (unlikely(reclaim_stat->recent_scanned[1] > file / 4)) {
2133                 reclaim_stat->recent_scanned[1] /= 2;
2134                 reclaim_stat->recent_rotated[1] /= 2;
2135         }
2136
2137         /*
2138          * The amount of pressure on anon vs file pages is inversely
2139          * proportional to the fraction of recently scanned pages on
2140          * each list that were recently referenced and in active use.
2141          */
2142         ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);
2143         ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;
2144
2145         fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);
2146         fp /= reclaim_stat->recent_rotated[1] + 1;
2147         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2148
2149         fraction[0] = ap;
2150         fraction[1] = fp;
2151         denominator = ap + fp + 1;
2152 out:
2153         some_scanned = false;
2154         /* Only use force_scan on second pass. */
2155         for (pass = 0; !some_scanned && pass < 2; pass++) {
2156                 *lru_pages = 0;
2157                 for_each_evictable_lru(lru) {
2158                         int file = is_file_lru(lru);
2159                         unsigned long size;
2160                         unsigned long scan;
2161
2162                         size = get_lru_size(lruvec, lru);
2163                         scan = size >> sc->priority;
2164
2165                         if (!scan && pass && force_scan)
2166                                 scan = min(size, SWAP_CLUSTER_MAX);
2167
2168                         switch (scan_balance) {
2169                         case SCAN_EQUAL:
2170                                 /* Scan lists relative to size */
2171                                 break;
2172                         case SCAN_FRACT:
2173                                 /*
2174                                  * Scan types proportional to swappiness and
2175                                  * their relative recent reclaim efficiency.
2176                                  */
2177                                 scan = div64_u64(scan * fraction[file],
2178                                                         denominator);
2179                                 break;
2180                         case SCAN_FILE:
2181                         case SCAN_ANON:
2182                                 /* Scan one type exclusively */
2183                                 if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file) {
2184                                         size = 0;
2185                                         scan = 0;
2186                                 }
2187                                 break;
2188                         default:
2189                                 /* Look ma, no brain */
2190                                 BUG();
2191                         }
2192
2193                         *lru_pages += size;
2194                         nr[lru] = scan;
2195
2196                         /*
2197                          * Skip the second pass and don't force_scan,
2198                          * if we found something to scan.
2199                          */
2200                         some_scanned |= !!scan;
2201                 }
2202         }
2203 }
2204
2205 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
2206 static void init_tlb_ubc(void)
2207 {
2208         /*
2209          * This deliberately does not clear the cpumask as it's expensive
2210          * and unnecessary. If there happens to be data in there then the
2211          * first SWAP_CLUSTER_MAX pages will send an unnecessary IPI and
2212          * then will be cleared.
2213          */
2214         current->tlb_ubc.flush_required = false;
2215 }
2216 #else
2217 static inline void init_tlb_ubc(void)
2218 {
2219 }
2220 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
2221
2222 /*
2223  * This is a basic per-zone page freer.  Used by both kswapd and direct reclaim.
2224  */
2225 static void shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, int swappiness,
2226                           struct scan_control *sc, unsigned long *lru_pages)
2227 {
2228         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
2229         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
2230         unsigned long nr_to_scan;
2231         enum lru_list lru;
2232         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2233         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
2234         struct blk_plug plug;
2235         bool scan_adjusted;
2236
2237         get_scan_count(lruvec, swappiness, sc, nr, lru_pages);
2238
2239         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
2240         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
2241
2242         /*
2243          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
2244          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
2245          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
2246          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
2247          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
2248          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
2249          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
2250          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
2251          * dropped to zero at the first pass.
2252          */
2253         scan_adjusted = (global_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
2254                          sc->priority == DEF_PRIORITY);
2255
2256         init_tlb_ubc();
2257
2258         blk_start_plug(&plug);
2259         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
2260                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
2261                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
2262                 unsigned long nr_scanned;
2263
2264                 for_each_evictable_lru(lru) {
2265                         if (nr[lru]) {
2266                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
2267                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
2268
2269                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
2270                                                             lruvec, sc);
2271                         }
2272                 }
2273
2274                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || scan_adjusted)
2275                         continue;
2276
2277                 /*
2278                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
2279                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
2280                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
2281                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
2282                  * proportional to the original scan target.
2283                  */
2284                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
2285                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
2286
2287                 /*
2288                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
2289                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
2290                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
2291                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
2292                  */
2293                 if (!nr_file || !nr_anon)
2294                         break;
2295
2296                 if (nr_file > nr_anon) {
2297                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
2298                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
2299                         lru = LRU_BASE;
2300                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
2301                 } else {
2302                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
2303                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
2304                         lru = LRU_FILE;
2305                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
2306                 }
2307
2308                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
2309                 nr[lru] = 0;
2310                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
2311
2312                 /*
2313                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
2314                  * scan target and the percentage scanning already complete
2315                  */
2316                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
2317                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2318                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2319                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2320
2321                 lru += LRU_ACTIVE;
2322                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
2323                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
2324                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
2325
2326                 scan_adjusted = true;
2327         }
2328         blk_finish_plug(&plug);
2329         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
2330
2331         /*
2332          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
2333          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
2334          */
2335         if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2336                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2337                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2338
2339         throttle_vm_writeout(sc->gfp_mask);
2340 }
2341
2342 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
2343 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
2344 {
2345         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
2346                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
2347                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
2348                 return true;
2349
2350         return false;
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
2355  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
2356  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
2357  * calls try_to_compact_zone() that it will have enough free pages to succeed.
2358  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
2359  */
2360 static inline bool should_continue_reclaim(struct zone *zone,
2361                                         unsigned long nr_reclaimed,
2362                                         unsigned long nr_scanned,
2363                                         struct scan_control *sc)
2364 {
2365         unsigned long pages_for_compaction;
2366         unsigned long inactive_lru_pages;
2367
2368         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
2369         if (!in_reclaim_compaction(sc))
2370                 return false;
2371
2372         /* Consider stopping depending on scan and reclaim activity */
2373         if (sc->gfp_mask & __GFP_REPEAT) {
2374                 /*
2375                  * For __GFP_REPEAT allocations, stop reclaiming if the
2376                  * full LRU list has been scanned and we are still failing
2377                  * to reclaim pages. This full LRU scan is potentially
2378                  * expensive but a __GFP_REPEAT caller really wants to succeed
2379                  */
2380                 if (!nr_reclaimed && !nr_scanned)
2381                         return false;
2382         } else {
2383                 /*
2384                  * For non-__GFP_REPEAT allocations which can presumably
2385                  * fail without consequence, stop if we failed to reclaim
2386                  * any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX number of
2387                  * pages that were scanned. This will return to the
2388                  * caller faster at the risk reclaim/compaction and
2389                  * the resulting allocation attempt fails
2390                  */
2391                 if (!nr_reclaimed)
2392                         return false;
2393         }
2394
2395         /*
2396          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
2397          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
2398          */
2399         pages_for_compaction = (2UL << sc->order);
2400         inactive_lru_pages = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE);
2401         if (get_nr_swap_pages() > 0)
2402                 inactive_lru_pages += zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
2403         if (sc->nr_reclaimed < pages_for_compaction &&
2404                         inactive_lru_pages > pages_for_compaction)
2405                 return true;
2406
2407         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
2408         switch (compaction_suitable(zone, sc->order, 0, 0)) {
2409         case COMPACT_PARTIAL:
2410         case COMPACT_CONTINUE:
2411                 return false;
2412         default:
2413                 return true;
2414         }
2415 }
2416
2417 static bool shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc,
2418                         bool is_classzone)
2419 {
2420         struct reclaim_state *reclaim_state = current->reclaim_state;
2421         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
2422         bool reclaimable = false;
2423
2424         do {
2425                 struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
2426                 struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2427                         .zone = zone,
2428                         .priority = sc->priority,
2429                 };
2430                 unsigned long zone_lru_pages = 0;
2431                 struct mem_cgroup *memcg;
2432
2433                 nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
2434                 nr_scanned = sc->nr_scanned;
2435
2436                 memcg = mem_cgroup_iter(root, NULL, &reclaim);
2437                 do {
2438                         unsigned long lru_pages;
2439                         unsigned long scanned;
2440                         struct lruvec *lruvec;
2441                         int swappiness;
2442
2443                         if (mem_cgroup_low(root, memcg)) {
2444                                 if (!sc->may_thrash)
2445                                         continue;
2446                                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_LOW, 1);
2447                         }
2448
2449                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2450                         swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2451                         scanned = sc->nr_scanned;
2452
2453                         shrink_lruvec(lruvec, swappiness, sc, &lru_pages);
2454                         zone_lru_pages += lru_pages;
2455
2456                         if (memcg && is_classzone)
2457                                 shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone),
2458                                             memcg, sc->nr_scanned - scanned,
2459                                             lru_pages);
2460
2461                         /*
2462                          * Direct reclaim and kswapd have to scan all memory
2463                          * cgroups to fulfill the overall scan target for the
2464                          * zone.
2465                          *
2466                          * Limit reclaim, on the other hand, only cares about
2467                          * nr_to_reclaim pages to be reclaimed and it will
2468                          * retry with decreasing priority if one round over the
2469                          * whole hierarchy is not sufficient.
2470                          */
2471                         if (!global_reclaim(sc) &&
2472                                         sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim) {
2473                                 mem_cgroup_iter_break(root, memcg);
2474                                 break;
2475                         }
2476                 } while ((memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim)));
2477
2478                 /*
2479                  * Shrink the slab caches in the same proportion that
2480                  * the eligible LRU pages were scanned.
2481                  */
2482                 if (global_reclaim(sc) && is_classzone)
2483                         shrink_slab(sc->gfp_mask, zone_to_nid(zone), NULL,
2484                                     sc->nr_scanned - nr_scanned,
2485                                     zone_lru_pages);
2486
2487                 if (reclaim_state) {
2488                         sc->nr_reclaimed += reclaim_state->reclaimed_slab;
2489                         reclaim_state->reclaimed_slab = 0;
2490                 }
2491
2492                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2493                            sc->nr_scanned - nr_scanned,
2494                            sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed);
2495
2496                 if (sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed)
2497                         reclaimable = true;
2498
2499         } while (should_continue_reclaim(zone, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
2500                                          sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
2501
2502         return reclaimable;
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Returns true if compaction should go ahead for a high-order request, or
2507  * the high-order allocation would succeed without compaction.
2508  */
2509 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, int order)
2510 {
2511         unsigned long balance_gap, watermark;
2512         bool watermark_ok;
2513
2514         /*
2515          * Compaction takes time to run and there are potentially other
2516          * callers using the pages just freed. Continue reclaiming until
2517          * there is a buffer of free pages available to give compaction
2518          * a reasonable chance of completing and allocating the page
2519          */
2520         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
2521                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
2522         watermark = high_wmark_pages(zone) + balance_gap + (2UL << order);
2523         watermark_ok = zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, 0);
2524
2525         /*
2526          * If compaction is deferred, reclaim up to a point where
2527          * compaction will have a chance of success when re-enabled
2528          */
2529         if (compaction_deferred(zone, order))
2530                 return watermark_ok;
2531
2532         /*
2533          * If compaction is not ready to start and allocation is not likely
2534          * to succeed without it, then keep reclaiming.
2535          */
2536         if (compaction_suitable(zone, order, 0, 0) == COMPACT_SKIPPED)
2537                 return false;
2538
2539         return watermark_ok;
2540 }
2541
2542 /*
2543  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
2544  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
2545  * request.
2546  *
2547  * We reclaim from a zone even if that zone is over high_wmark_pages(zone).
2548  * Because:
2549  * a) The caller may be trying to free *extra* pages to satisfy a higher-order
2550  *    allocation or
2551  * b) The target zone may be at high_wmark_pages(zone) but the lower zones
2552  *    must go *over* high_wmark_pages(zone) to satisfy the `incremental min'
2553  *    zone defense algorithm.
2554  *
2555  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
2556  * scan then give up on it.
2557  *
2558  * Returns true if a zone was reclaimable.
2559  */
2560 static bool shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
2561 {
2562         struct zoneref *z;
2563         struct zone *zone;
2564         unsigned long nr_soft_reclaimed;
2565         unsigned long nr_soft_scanned;
2566         gfp_t orig_mask;
2567         enum zone_type requested_highidx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
2568         bool reclaimable = false;
2569
2570         /*
2571          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
2572          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
2573          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
2574          */
2575         orig_mask = sc->gfp_mask;
2576         if (buffer_heads_over_limit)
2577                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2578
2579         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2580                                         gfp_zone(sc->gfp_mask), sc->nodemask) {
2581                 enum zone_type classzone_idx;
2582
2583                 if (!populated_zone(zone))
2584                         continue;
2585
2586                 classzone_idx = requested_highidx;
2587                 while (!populated_zone(zone->zone_pgdat->node_zones +
2588                                                         classzone_idx))
2589                         classzone_idx--;
2590
2591                 /*
2592                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
2593                  * to global LRU.
2594                  */
2595                 if (global_reclaim(sc)) {
2596                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
2597                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
2598                                 continue;
2599
2600                         if (sc->priority != DEF_PRIORITY &&
2601                             !zone_reclaimable(zone))
2602                                 continue;       /* Let kswapd poll it */
2603
2604                         /*
2605                          * If we already have plenty of memory free for
2606                          * compaction in this zone, don't free any more.
2607                          * Even though compaction is invoked for any
2608                          * non-zero order, only frequent costly order
2609                          * reclamation is disruptive enough to become a
2610                          * noticeable problem, like transparent huge
2611                          * page allocations.
2612                          */
2613                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
2614                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
2615                             zonelist_zone_idx(z) <= requested_highidx &&
2616                             compaction_ready(zone, sc->order)) {
2617                                 sc->compaction_ready = true;
2618                                 continue;
2619                         }
2620
2621                         /*
2622                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
2623                          * and returns the number of reclaimed pages and
2624                          * scanned pages. This works for global memory pressure
2625                          * and balancing, not for a memcg's limit.
2626                          */
2627                         nr_soft_scanned = 0;
2628                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
2629                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
2630                                                 &nr_soft_scanned);
2631                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
2632                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
2633                         if (nr_soft_reclaimed)
2634                                 reclaimable = true;
2635                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
2636                 }
2637
2638                 if (shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx))
2639                         reclaimable = true;
2640
2641                 if (global_reclaim(sc) &&
2642                     !reclaimable && zone_reclaimable(zone))
2643                         reclaimable = true;
2644         }
2645
2646         /*
2647          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
2648          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
2649          */
2650         sc->gfp_mask = orig_mask;
2651
2652         return reclaimable;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * This is the main entry point to direct page reclaim.
2657  *
2658  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
2659  * are "out of memory" and something needs to be killed.
2660  *
2661  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
2662  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
2663  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
2664  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
2665  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
2666  * work, and the allocation attempt will fail.
2667  *
2668  * returns:     0, if no pages reclaimed
2669  *              else, the number of pages reclaimed
2670  */
2671 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
2672                                           struct scan_control *sc)
2673 {
2674         int initial_priority = sc->priority;
2675         unsigned long total_scanned = 0;
2676         unsigned long writeback_threshold;
2677         bool zones_reclaimable;
2678 retry:
2679         delayacct_freepages_start();
2680
2681         if (global_reclaim(sc))
2682                 count_vm_event(ALLOCSTALL);
2683
2684         do {
2685                 vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
2686                                 sc->priority);
2687                 sc->nr_scanned = 0;
2688                 zones_reclaimable = shrink_zones(zonelist, sc);
2689
2690                 total_scanned += sc->nr_scanned;
2691                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
2692                         break;
2693
2694                 if (sc->compaction_ready)
2695                         break;
2696
2697                 /*
2698                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
2699                  * writepage even in laptop mode.
2700                  */
2701                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
2702                         sc->may_writepage = 1;
2703
2704                 /*
2705                  * Try to write back as many pages as we just scanned.  This
2706                  * tends to cause slow streaming writers to write data to the
2707                  * disk smoothly, at the dirtying rate, which is nice.   But
2708                  * that's undesirable in laptop mode, where we *want* lumpy
2709                  * writeout.  So in laptop mode, write out the whole world.
2710                  */
2711                 writeback_threshold = sc->nr_to_reclaim + sc->nr_to_reclaim / 2;
2712                 if (total_scanned > writeback_threshold) {
2713                         wakeup_flusher_threads(laptop_mode ? 0 : total_scanned,
2714                                                 WB_REASON_TRY_TO_FREE_PAGES);
2715                         sc->may_writepage = 1;
2716                 }
2717         } while (--sc->priority >= 0);
2718
2719         delayacct_freepages_end();
2720
2721         if (sc->nr_reclaimed)
2722                 return sc->nr_reclaimed;
2723
2724         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
2725         if (sc->compaction_ready)
2726                 return 1;
2727
2728         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
2729         if (!sc->may_thrash) {
2730                 sc->priority = initial_priority;
2731                 sc->may_thrash = 1;
2732                 goto retry;
2733         }
2734
2735         /* Any of the zones still reclaimable?  Don't OOM. */
2736         if (zones_reclaimable)
2737                 return 1;
2738
2739         return 0;
2740 }
2741
2742 static bool pfmemalloc_watermark_ok(pg_data_t *pgdat)
2743 {
2744         struct zone *zone;
2745         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
2746         unsigned long free_pages = 0;
2747         int i;
2748         bool wmark_ok;
2749
2750         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
2751                 zone = &pgdat->node_zones[i];
2752                 if (!populated_zone(zone) ||
2753                     zone_reclaimable_pages(zone) == 0)
2754                         continue;
2755
2756                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
2757                 free_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2758         }
2759
2760         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
2761         if (!pfmemalloc_reserve)
2762                 return true;
2763
2764         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
2765
2766         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
2767         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
2768                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx,
2769                                                 (enum zone_type)ZONE_NORMAL);
2770                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
2771         }
2772
2773         return wmark_ok;
2774 }
2775
2776 /*
2777  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
2778  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
2779  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
2780  * when the low watermark is reached.
2781  *
2782  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
2783  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
2784  */
2785 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
2786                                         nodemask_t *nodemask)
2787 {
2788         struct zoneref *z;
2789         struct zone *zone;
2790         pg_data_t *pgdat = NULL;
2791
2792         /*
2793          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
2794          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
2795          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
2796          * committing a transaction where throttling it could forcing other
2797          * processes to block on log_wait_commit().
2798          */
2799         if (current->flags & PF_KTHREAD)
2800                 goto out;
2801
2802         /*
2803          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
2804          * It should return quickly so it can exit and free its memory
2805          */
2806         if (fatal_signal_pending(current))
2807                 goto out;
2808
2809         /*
2810          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
2811          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
2812          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
2813          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
2814          *
2815          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
2816          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
2817          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
2818          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
2819          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
2820          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
2821          * should make reasonable progress.
2822          */
2823         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
2824                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
2825                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
2826                         continue;
2827
2828                 /* Throttle based on the first usable node */
2829                 pgdat = zone->zone_pgdat;
2830                 if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
2831                         goto out;
2832                 break;
2833         }
2834
2835         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
2836         if (!pgdat)
2837                 goto out;
2838
2839         /* Account for the throttling */
2840         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
2841
2842         /*
2843          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
2844          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
2845          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
2846          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
2847          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
2848          * second before continuing.
2849          */
2850         if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
2851                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
2852                         pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
2853
2854                 goto check_pending;
2855         }
2856
2857         /* Throttle until kswapd wakes the process */
2858         wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
2859                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
2860
2861 check_pending:
2862         if (fatal_signal_pending(current))
2863                 return true;
2864
2865 out:
2866         return false;
2867 }
2868
2869 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
2870                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
2871 {
2872         unsigned long nr_reclaimed;
2873         struct scan_control sc = {
2874                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2875                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
2876                 .order = order,
2877                 .nodemask = nodemask,
2878                 .priority = DEF_PRIORITY,
2879                 .may_writepage = !laptop_mode,
2880                 .may_unmap = 1,
2881                 .may_swap = 1,
2882         };
2883
2884         /*
2885          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
2886          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
2887          * point.
2888          */
2889         if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
2890                 return 1;
2891
2892         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
2893                                 sc.may_writepage,
2894                                 gfp_mask);
2895
2896         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2897
2898         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
2899
2900         return nr_reclaimed;
2901 }
2902
2903 #ifdef CONFIG_MEMCG
2904
2905 unsigned long mem_cgroup_shrink_node_zone(struct mem_cgroup *memcg,
2906                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
2907                                                 struct zone *zone,
2908                                                 unsigned long *nr_scanned)
2909 {
2910         struct scan_control sc = {
2911                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
2912                 .target_mem_cgroup = memcg,
2913                 .may_writepage = !laptop_mode,
2914                 .may_unmap = 1,
2915                 .may_swap = !noswap,
2916         };
2917         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2918         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
2919         unsigned long lru_pages;
2920
2921         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2922                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
2923
2924         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
2925                                                       sc.may_writepage,
2926                                                       sc.gfp_mask);
2927
2928         /*
2929          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
2930          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
2931          * if we don't reclaim here, the shrink_zone from balance_pgdat
2932          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
2933          * the priority and make it zero.
2934          */
2935         shrink_lruvec(lruvec, swappiness, &sc, &lru_pages);
2936
2937         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
2938
2939         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
2940         return sc.nr_reclaimed;
2941 }
2942
2943 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
2944                                            unsigned long nr_pages,
2945                                            gfp_t gfp_mask,
2946                                            bool may_swap)
2947 {
2948         struct zonelist *zonelist;
2949         unsigned long nr_reclaimed;
2950         int nid;
2951         struct scan_control sc = {
2952                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
2953                 .gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
2954                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
2955                 .target_mem_cgroup = memcg,
2956                 .priority = DEF_PRIORITY,
2957                 .may_writepage = !laptop_mode,
2958                 .may_unmap = 1,
2959                 .may_swap = may_swap,
2960         };
2961
2962         /*
2963          * Unlike direct reclaim via alloc_pages(), memcg's reclaim doesn't
2964          * take care of from where we get pages. So the node where we start the
2965          * scan does not need to be the current node.
2966          */
2967         nid = mem_cgroup_select_victim_node(memcg);
2968
2969         zonelist = NODE_DATA(nid)->node_zonelists;
2970
2971         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0,
2972                                             sc.may_writepage,
2973                                             sc.gfp_mask);
2974
2975         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
2976
2977         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
2978
2979         return nr_reclaimed;
2980 }
2981 #endif
2982
2983 static void age_active_anon(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
2984 {
2985         struct mem_cgroup *memcg;
2986
2987         if (!total_swap_pages)
2988                 return;
2989
2990         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
2991         do {
2992                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
2993
2994                 if (inactive_anon_is_low(lruvec))
2995                         shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
2996                                            sc, LRU_ACTIVE_ANON);
2997
2998                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
2999         } while (memcg);
3000 }
3001
3002 static bool zone_balanced(struct zone *zone, int order,
3003                           unsigned long balance_gap, int classzone_idx)
3004 {
3005         if (!zone_watermark_ok_safe(zone, order, high_wmark_pages(zone) +
3006                                     balance_gap, classzone_idx))
3007                 return false;
3008
3009         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && order && compaction_suitable(zone,
3010                                 order, 0, classzone_idx) == COMPACT_SKIPPED)
3011                 return false;
3012
3013         return true;
3014 }
3015
3016 /*
3017  * pgdat_balanced() is used when checking if a node is balanced.
3018  *
3019  * For order-0, all zones must be balanced!
3020  *
3021  * For high-order allocations only zones that meet watermarks and are in a
3022  * zone allowed by the callers classzone_idx are added to balanced_pages. The
3023  * total of balanced pages must be at least 25% of the zones allowed by
3024  * classzone_idx for the node to be considered balanced. Forcing all zones to
3025  * be balanced for high orders can cause excessive reclaim when there are
3026  * imbalanced zones.
3027  * The choice of 25% is due to
3028  *   o a 16M DMA zone that is balanced will not balance a zone on any
3029  *     reasonable sized machine
3030  *   o On all other machines, the top zone must be at least a reasonable
3031  *     percentage of the middle zones. For example, on 32-bit x86, highmem
3032  *     would need to be at least 256M for it to be balance a whole node.
3033  *     Similarly, on x86-64 the Normal zone would need to be at least 1G
3034  *     to balance a node on its own. These seemed like reasonable ratios.
3035  */
3036 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3037 {
3038         unsigned long managed_pages = 0;
3039         unsigned long balanced_pages = 0;
3040         int i;
3041
3042         /* Check the watermark levels */
3043         for (i = 0; i <= classzone_idx; i++) {
3044                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3045
3046                 if (!populated_zone(zone))
3047                         continue;
3048
3049                 managed_pages += zone->managed_pages;
3050
3051                 /*
3052                  * A special case here:
3053                  *
3054                  * balance_pgdat() skips over all_unreclaimable after
3055                  * DEF_PRIORITY. Effectively, it considers them balanced so
3056                  * they must be considered balanced here as well!
3057                  */
3058                 if (!zone_reclaimable(zone)) {
3059                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3060                         continue;
3061                 }
3062
3063                 if (zone_balanced(zone, order, 0, i))
3064                         balanced_pages += zone->managed_pages;
3065                 else if (!order)
3066                         return false;
3067         }
3068
3069         if (order)
3070                 return balanced_pages >= (managed_pages >> 2);
3071         else
3072                 return true;
3073 }
3074
3075 /*
3076  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
3077  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
3078  *
3079  * Returns true if kswapd is ready to sleep
3080  */
3081 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, long remaining,
3082                                         int classzone_idx)
3083 {
3084         /* If a direct reclaimer woke kswapd within HZ/10, it's premature */
3085         if (remaining)
3086                 return false;
3087
3088         /*
3089          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
3090          * soon as pfmemalloc_watermark_ok() is true. But there is a potential
3091          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
3092          * throttled. There is also a potential race if processes get
3093          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
3094          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
3095          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
3096          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
3097          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
3098          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
3099          * that here we are under prepare_to_wait().
3100          */
3101         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
3102                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3103
3104         return pgdat_balanced(pgdat, order, classzone_idx);
3105 }
3106
3107 /*
3108  * kswapd shrinks the zone by the number of pages required to reach
3109  * the high watermark.
3110  *
3111  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
3112  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
3113  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
3114  */
3115 static bool kswapd_shrink_zone(struct zone *zone,
3116                                int classzone_idx,
3117                                struct scan_control *sc,
3118                                unsigned long *nr_attempted)
3119 {
3120         int testorder = sc->order;
3121         unsigned long balance_gap;
3122         bool lowmem_pressure;
3123
3124         /* Reclaim above the high watermark. */
3125         sc->nr_to_reclaim = max(SWAP_CLUSTER_MAX, high_wmark_pages(zone));
3126
3127         /*
3128          * Kswapd reclaims only single pages with compaction enabled. Trying
3129          * too hard to reclaim until contiguous free pages have become
3130          * available can hurt performance by evicting too much useful data
3131          * from memory. Do not reclaim more than needed for compaction.
3132          */
3133         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
3134                         compaction_suitable(zone, sc->order, 0, classzone_idx)
3135                                                         != COMPACT_SKIPPED)
3136                 testorder = 0;
3137
3138         /*
3139          * We put equal pressure on every zone, unless one zone has way too
3140          * many pages free already. The "too many pages" is defined as the
3141          * high wmark plus a "gap" where the gap is either the low
3142          * watermark or 1% of the zone, whichever is smaller.
3143          */
3144         balance_gap = min(low_wmark_pages(zone), DIV_ROUND_UP(
3145                         zone->managed_pages, KSWAPD_ZONE_BALANCE_GAP_RATIO));
3146
3147         /*
3148          * If there is no low memory pressure or the zone is balanced then no
3149          * reclaim is necessary
3150          */
3151         lowmem_pressure = (buffer_heads_over_limit && is_highmem(zone));
3152         if (!lowmem_pressure && zone_balanced(zone, testorder,
3153                                                 balance_gap, classzone_idx))
3154                 return true;
3155
3156         shrink_zone(zone, sc, zone_idx(zone) == classzone_idx);
3157
3158         /* Account for the number of pages attempted to reclaim */
3159         *nr_attempted += sc->nr_to_reclaim;
3160
3161         clear_bit(ZONE_WRITEBACK, &zone->flags);
3162
3163         /*
3164          * If a zone reaches its high watermark, consider it to be no longer
3165          * congested. It's possible there are dirty pages backed by congested
3166          * BDIs but as pressure is relieved, speculatively avoid congestion
3167          * waits.
3168          */
3169         if (zone_reclaimable(zone) &&
3170             zone_balanced(zone, testorder, 0, classzone_idx)) {
3171                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3172                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3173         }
3174
3175         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
3176 }
3177
3178 /*
3179  * For kswapd, balance_pgdat() will work across all this node's zones until
3180  * they are all at high_wmark_pages(zone).
3181  *
3182  * Returns the final order kswapd was reclaiming at
3183  *
3184  * There is special handling here for zones which are full of pinned pages.
3185  * This can happen if the pages are all mlocked, or if they are all used by
3186  * device drivers (say, ZONE_DMA).  Or if they are all in use by hugetlb.
3187  * What we do is to detect the case where all pages in the zone have been
3188  * scanned twice and there has been zero successful reclaim.  Mark the zone as
3189  * dead and from now on, only perform a short scan.  Basically we're polling
3190  * the zone for when the problem goes away.
3191  *
3192  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
3193  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
3194  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), we scan that zone and the
3195  * lower zones regardless of the number of free pages in the lower zones. This
3196  * interoperates with the page allocator fallback scheme to ensure that aging
3197  * of pages is balanced across the zones.
3198  */
3199 static unsigned long balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order,
3200                                                         int *classzone_idx)
3201 {
3202         int i;
3203         int end_zone = 0;       /* Inclusive.  0 = ZONE_DMA */
3204         unsigned long nr_soft_reclaimed;
3205         unsigned long nr_soft_scanned;
3206         struct scan_control sc = {
3207                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
3208                 .order = order,
3209                 .priority = DEF_PRIORITY,
3210                 .may_writepage = !laptop_mode,
3211                 .may_unmap = 1,
3212                 .may_swap = 1,
3213         };
3214         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
3215
3216         do {
3217                 unsigned long nr_attempted = 0;
3218                 bool raise_priority = true;
3219                 bool pgdat_needs_compaction = (order > 0);
3220
3221                 sc.nr_reclaimed = 0;
3222
3223                 /*
3224                  * Scan in the highmem->dma direction for the highest
3225                  * zone which needs scanning
3226                  */
3227                 for (i = pgdat->nr_zones - 1; i >= 0; i--) {
3228                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3229
3230                         if (!populated_zone(zone))
3231                                 continue;
3232
3233                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3234                             !zone_reclaimable(zone))
3235                                 continue;
3236
3237                         /*
3238                          * Do some background aging of the anon list, to give
3239                          * pages a chance to be referenced before reclaiming.
3240                          */
3241                         age_active_anon(zone, &sc);
3242
3243                         /*
3244                          * If the number of buffer_heads in the machine
3245                          * exceeds the maximum allowed level and this node
3246                          * has a highmem zone, force kswapd to reclaim from
3247                          * it to relieve lowmem pressure.
3248                          */
3249                         if (buffer_heads_over_limit && is_highmem_idx(i)) {
3250                                 end_zone = i;
3251                                 break;
3252                         }
3253
3254                         if (!zone_balanced(zone, order, 0, 0)) {
3255                                 end_zone = i;
3256                                 break;
3257                         } else {
3258                                 /*
3259                                  * If balanced, clear the dirty and congested
3260                                  * flags
3261                                  */
3262                                 clear_bit(ZONE_CONGESTED, &zone->flags);
3263                                 clear_bit(ZONE_DIRTY, &zone->flags);
3264                         }
3265                 }
3266
3267                 if (i < 0)
3268                         goto out;
3269
3270                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3271                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3272
3273                         if (!populated_zone(zone))
3274                                 continue;
3275
3276                         /*
3277                          * If any zone is currently balanced then kswapd will
3278                          * not call compaction as it is expected that the
3279                          * necessary pages are already available.
3280                          */
3281                         if (pgdat_needs_compaction &&
3282                                         zone_watermark_ok(zone, order,
3283                                                 low_wmark_pages(zone),
3284                                                 *classzone_idx, 0))
3285                                 pgdat_needs_compaction = false;
3286                 }
3287
3288                 /*
3289                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
3290                  * even in laptop mode.
3291                  */
3292                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
3293                         sc.may_writepage = 1;
3294
3295                 /*
3296                  * Now scan the zone in the dma->highmem direction, stopping
3297                  * at the last zone which needs scanning.
3298                  *
3299                  * We do this because the page allocator works in the opposite
3300                  * direction.  This prevents the page allocator from allocating
3301                  * pages behind kswapd's direction of progress, which would
3302                  * cause too much scanning of the lower zones.
3303                  */
3304                 for (i = 0; i <= end_zone; i++) {
3305                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
3306
3307                         if (!populated_zone(zone))
3308                                 continue;
3309
3310                         if (sc.priority != DEF_PRIORITY &&
3311                             !zone_reclaimable(zone))
3312                                 continue;
3313
3314                         sc.nr_scanned = 0;
3315
3316                         nr_soft_scanned = 0;
3317                         /*
3318                          * Call soft limit reclaim before calling shrink_zone.
3319                          */
3320                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone,
3321                                                         order, sc.gfp_mask,
3322                                                         &nr_soft_scanned);
3323                         sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
3324
3325                         /*
3326                          * There should be no need to raise the scanning
3327                          * priority if enough pages are already being scanned
3328                          * that that high watermark would be met at 100%
3329                          * efficiency.
3330                          */
3331                         if (kswapd_shrink_zone(zone, end_zone,
3332                                                &sc, &nr_attempted))
3333                                 raise_priority = false;
3334                 }
3335
3336                 /*
3337                  * If the low watermark is met there is no need for processes
3338                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
3339                  * able to safely make forward progress. Wake them
3340                  */
3341                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
3342                                 pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
3343                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
3344
3345                 /*
3346                  * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced
3347                  * for high-order allocations in all zones. If twice the
3348                  * allocation size has been reclaimed and the zones are still
3349                  * not balanced then recheck the watermarks at order-0 to
3350                  * prevent kswapd reclaiming excessively. Assume that a
3351                  * process requested a high-order can direct reclaim/compact.
3352                  */
3353                 if (order && sc.nr_reclaimed >= 2UL << order)
3354                         order = sc.order = 0;
3355
3356                 /* Check if kswapd should be suspending */
3357                 if (try_to_freeze() || kthread_should_stop())
3358                         break;
3359
3360                 /*
3361                  * Compact if necessary and kswapd is reclaiming at least the
3362                  * high watermark number of pages as requsted
3363                  */
3364                 if (pgdat_needs_compaction && sc.nr_reclaimed > nr_attempted)
3365                         compact_pgdat(pgdat, order);
3366
3367                 /*
3368                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
3369                  * progress in reclaiming pages
3370                  */
3371                 if (raise_priority || !sc.nr_reclaimed)
3372                         sc.priority--;
3373         } while (sc.priority >= 1 &&
3374                  !pgdat_balanced(pgdat, order, *classzone_idx));
3375
3376 out:
3377         /*
3378          * Return the order we were reclaiming at so prepare_kswapd_sleep()
3379          * makes a decision on the order we were last reclaiming at. However,
3380          * if another caller entered the allocator slow path while kswapd
3381          * was awake, order will remain at the higher level
3382          */
3383         *classzone_idx = end_zone;
3384         return order;
3385 }
3386
3387 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int order, int classzone_idx)
3388 {
3389         long remaining = 0;
3390         DEFINE_WAIT(wait);
3391
3392         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
3393                 return;
3394
3395         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3396
3397         /* Try to sleep for a short interval */
3398         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3399                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
3400                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3401                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3402         }
3403
3404         /*
3405          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
3406          * go fully to sleep until explicitly woken up.
3407          */
3408         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, order, remaining, classzone_idx)) {
3409                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
3410
3411                 /*
3412                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
3413                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
3414                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
3415                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
3416                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
3417                  * them before going back to sleep.
3418                  */
3419                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
3420
3421                 /*
3422                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
3423                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
3424                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
3425                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
3426                  */
3427                 reset_isolation_suitable(pgdat);
3428
3429                 if (!kthread_should_stop())
3430                         schedule();
3431
3432                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
3433         } else {
3434                 if (remaining)
3435                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
3436                 else
3437                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
3438         }
3439         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
3440 }
3441
3442 /*
3443  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
3444  * from the init process.
3445  *
3446  * This basically trickles out pages so that we have _some_
3447  * free memory available even if there is no other activity
3448  * that frees anything up. This is needed for things like routing
3449  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
3450  * asynchronous contexts that cannot page things out.
3451  *
3452  * If there are applications that are active memory-allocators
3453  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
3454  */
3455 static int kswapd(void *p)
3456 {
3457         unsigned long order, new_order;
3458         unsigned balanced_order;
3459         int classzone_idx, new_classzone_idx;
3460         int balanced_classzone_idx;
3461         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t*)p;
3462         struct task_struct *tsk = current;
3463
3464         struct reclaim_state reclaim_state = {
3465                 .reclaimed_slab = 0,
3466         };
3467         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3468
3469         lockdep_set_current_reclaim_state(GFP_KERNEL);
3470
3471         if (!cpumask_empty(cpumask))
3472                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
3473         current->reclaim_state = &reclaim_state;
3474
3475         /*
3476          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
3477          * and that if we need more memory we should get access to it
3478          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
3479          * never get caught in the normal page freeing logic.
3480          *
3481          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
3482          * you need a small amount of memory in order to be able to
3483          * page out something else, and this flag essentially protects
3484          * us from recursively trying to free more memory as we're
3485          * trying to free the first piece of memory in the first place).
3486          */
3487         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD;
3488         set_freezable();
3489
3490         order = new_order = 0;
3491         balanced_order = 0;
3492         classzone_idx = new_classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3493         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3494         for ( ; ; ) {
3495                 bool ret;
3496
3497                 /*
3498                  * If the last balance_pgdat was unsuccessful it's unlikely a
3499                  * new request of a similar or harder type will succeed soon
3500                  * so consider going to sleep on the basis we reclaimed at
3501                  */
3502                 if (balanced_classzone_idx >= new_classzone_idx &&
3503                                         balanced_order == new_order) {
3504                         new_order = pgdat->kswapd_max_order;
3505                         new_classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3506                         pgdat->kswapd_max_order =  0;
3507                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3508                 }
3509
3510                 if (order < new_order || classzone_idx > new_classzone_idx) {
3511                         /*
3512                          * Don't sleep if someone wants a larger 'order'
3513                          * allocation or has tigher zone constraints
3514                          */
3515                         order = new_order;
3516                         classzone_idx = new_classzone_idx;
3517                 } else {
3518                         kswapd_try_to_sleep(pgdat, balanced_order,
3519                                                 balanced_classzone_idx);
3520                         order = pgdat->kswapd_max_order;
3521                         classzone_idx = pgdat->classzone_idx;
3522                         new_order = order;
3523                         new_classzone_idx = classzone_idx;
3524                         pgdat->kswapd_max_order = 0;
3525                         pgdat->classzone_idx = pgdat->nr_zones - 1;
3526                 }
3527
3528                 ret = try_to_freeze();
3529                 if (kthread_should_stop())
3530                         break;
3531
3532                 /*
3533                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
3534                  * after returning from the refrigerator
3535                  */
3536                 if (!ret) {
3537                         trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, order);
3538                         balanced_classzone_idx = classzone_idx;
3539                         balanced_order = balance_pgdat(pgdat, order,
3540                                                 &balanced_classzone_idx);
3541                 }
3542         }
3543
3544         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE | PF_KSWAPD);
3545         current->reclaim_state = NULL;
3546         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3547
3548         return 0;
3549 }
3550
3551 /*
3552  * A zone is low on free memory, so wake its kswapd task to service it.
3553  */
3554 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order, enum zone_type classzone_idx)
3555 {
3556         pg_data_t *pgdat;
3557
3558         if (!populated_zone(zone))
3559                 return;
3560
3561         if (!cpuset_zone_allowed(zone, GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
3562                 return;
3563         pgdat = zone->zone_pgdat;
3564         if (pgdat->kswapd_max_order < order) {
3565                 pgdat->kswapd_max_order = order;
3566                 pgdat->classzone_idx = min(pgdat->classzone_idx, classzone_idx);
3567         }
3568         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
3569                 return;
3570         if (zone_balanced(zone, order, 0, 0))
3571                 return;
3572
3573         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, zone_idx(zone), order);
3574         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
3575 }
3576
3577 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
3578 /*
3579  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
3580  * freed pages.
3581  *
3582  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
3583  * LRU order by reclaiming preferentially
3584  * inactive > active > active referenced > active mapped
3585  */
3586 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
3587 {
3588         struct reclaim_state reclaim_state;
3589         struct scan_control sc = {
3590                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
3591                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
3592                 .priority = DEF_PRIORITY,
3593                 .may_writepage = 1,
3594                 .may_unmap = 1,
3595                 .may_swap = 1,
3596                 .hibernation_mode = 1,
3597         };
3598         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
3599         struct task_struct *p = current;
3600         unsigned long nr_reclaimed;
3601
3602         p->flags |= PF_MEMALLOC;
3603         lockdep_set_current_reclaim_state(sc.gfp_mask);
3604         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3605         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3606
3607         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
3608
3609         p->reclaim_state = NULL;
3610         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3611         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
3612
3613         return nr_reclaimed;
3614 }
3615 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
3616
3617 /* It's optimal to keep kswapds on the same CPUs as their memory, but
3618    not required for correctness.  So if the last cpu in a node goes
3619    away, we get changed to run anywhere: as the first one comes back,
3620    restore their cpu bindings. */
3621 static int cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
3622                         void *hcpu)
3623 {
3624         int nid;
3625
3626         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN) {
3627                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3628                         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3629                         const struct cpumask *mask;
3630
3631                         mask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
3632
3633                         if (cpumask_any_and(cpu_online_mask, mask) < nr_cpu_ids)
3634                                 /* One of our CPUs online: restore mask */
3635                                 set_cpus_allowed_ptr(pgdat->kswapd, mask);
3636                 }
3637         }
3638         return NOTIFY_OK;
3639 }
3640
3641 /*
3642  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
3643  * On node-hot-add, kswapd will moved to proper cpus if cpus are hot-added.
3644  */
3645 int kswapd_run(int nid)
3646 {
3647         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
3648         int ret = 0;
3649
3650         if (pgdat->kswapd)
3651                 return 0;
3652
3653         pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
3654         if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
3655                 /* failure at boot is fatal */
3656                 BUG_ON(system_state == SYSTEM_BOOTING);
3657                 pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
3658                 ret = PTR_ERR(pgdat->kswapd);
3659                 pgdat->kswapd = NULL;
3660         }
3661         return ret;
3662 }
3663
3664 /*
3665  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
3666  * hold mem_hotplug_begin/end().
3667  */
3668 void kswapd_stop(int nid)
3669 {
3670         struct task_struct *kswapd = NODE_DATA(nid)->kswapd;
3671
3672         if (kswapd) {
3673                 kthread_stop(kswapd);
3674                 NODE_DATA(nid)->kswapd = NULL;
3675         }
3676 }
3677
3678 static int __init kswapd_init(void)
3679 {
3680         int nid;
3681
3682         swap_setup();
3683         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3684                 kswapd_run(nid);
3685         hotcpu_notifier(cpu_callback, 0);
3686         return 0;
3687 }
3688
3689 module_init(kswapd_init)
3690
3691 #ifdef CONFIG_NUMA
3692 /*
3693  * Zone reclaim mode
3694  *
3695  * If non-zero call zone_reclaim when the number of free pages falls below
3696  * the watermarks.
3697  */
3698 int zone_reclaim_mode __read_mostly;
3699
3700 #define RECLAIM_OFF 0
3701 #define RECLAIM_ZONE (1<<0)     /* Run shrink_inactive_list on the zone */
3702 #define RECLAIM_WRITE (1<<1)    /* Writeout pages during reclaim */
3703 #define RECLAIM_UNMAP (1<<2)    /* Unmap pages during reclaim */
3704
3705 /*
3706  * Priority for ZONE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
3707  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
3708  * a zone.
3709  */
3710 #define ZONE_RECLAIM_PRIORITY 4
3711
3712 /*
3713  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for zone_reclaim to
3714  * occur.
3715  */
3716 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
3717
3718 /*
3719  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
3720  * slab reclaim needs to occur.
3721  */
3722 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
3723
3724 static inline unsigned long zone_unmapped_file_pages(struct zone *zone)
3725 {
3726         unsigned long file_mapped = zone_page_state(zone, NR_FILE_MAPPED);
3727         unsigned long file_lru = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
3728                 zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE);
3729
3730         /*
3731          * It's possible for there to be more file mapped pages than
3732          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
3733          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
3734          */
3735         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
3736 }
3737
3738 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
3739 static unsigned long zone_pagecache_reclaimable(struct zone *zone)
3740 {
3741         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
3742         unsigned long delta = 0;
3743
3744         /*
3745          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
3746          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
3747          * pages like swapcache and zone_unmapped_file_pages() provides
3748          * a better estimate
3749          */
3750         if (zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
3751                 nr_pagecache_reclaimable = zone_page_state(zone, NR_FILE_PAGES);
3752         else
3753                 nr_pagecache_reclaimable = zone_unmapped_file_pages(zone);
3754
3755         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
3756         if (!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
3757                 delta += zone_page_state(zone, NR_FILE_DIRTY);
3758
3759         /* Watch for any possible underflows due to delta */
3760         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
3761                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
3762
3763         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
3764 }
3765
3766 /*
3767  * Try to free up some pages from this zone through reclaim.
3768  */
3769 static int __zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3770 {
3771         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
3772         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
3773         struct task_struct *p = current;
3774         struct reclaim_state reclaim_state;
3775         struct scan_control sc = {
3776                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
3777                 .gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
3778                 .order = order,
3779                 .priority = ZONE_RECLAIM_PRIORITY,
3780                 .may_writepage = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
3781                 .may_unmap = !!(zone_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
3782                 .may_swap = 1,
3783         };
3784
3785         cond_resched();
3786         /*
3787          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
3788          * and we also need to be able to write out pages for RECLAIM_WRITE
3789          * and RECLAIM_UNMAP.
3790          */
3791         p->flags |= PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE;
3792         lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_mask);
3793         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
3794         p->reclaim_state = &reclaim_state;
3795
3796         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) > zone->min_unmapped_pages) {
3797                 /*
3798                  * Free memory by calling shrink zone with increasing
3799                  * priorities until we have enough memory freed.
3800                  */
3801                 do {
3802                         shrink_zone(zone, &sc, true);
3803                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
3804         }
3805
3806         p->reclaim_state = NULL;
3807         current->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_SWAPWRITE);
3808         lockdep_clear_current_reclaim_state();
3809         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
3810 }
3811
3812 int zone_reclaim(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
3813 {
3814         int node_id;
3815         int ret;
3816
3817         /*
3818          * Zone reclaim reclaims unmapped file backed pages and
3819          * slab pages if we are over the defined limits.
3820          *
3821          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
3822          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
3823          * thrown out if the zone is overallocated. So we do not reclaim
3824          * if less than a specified percentage of the zone is used by
3825          * unmapped file backed pages.
3826          */
3827         if (zone_pagecache_reclaimable(zone) <= zone->min_unmapped_pages &&
3828             zone_page_state(zone, NR_SLAB_RECLAIMABLE) <= zone->min_slab_pages)
3829                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3830
3831         if (!zone_reclaimable(zone))
3832                 return ZONE_RECLAIM_FULL;
3833
3834         /*
3835          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
3836          */
3837         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
3838                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3839
3840         /*
3841          * Only run zone reclaim on the local zone or on zones that do not
3842          * have associated processors. This will favor the local processor
3843          * over remote processors and spread off node memory allocations
3844          * as wide as possible.
3845          */
3846         node_id = zone_to_nid(zone);
3847         if (node_state(node_id, N_CPU) && node_id != numa_node_id())
3848                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3849
3850         if (test_and_set_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags))
3851                 return ZONE_RECLAIM_NOSCAN;
3852
3853         ret = __zone_reclaim(zone, gfp_mask, order);
3854         clear_bit(ZONE_RECLAIM_LOCKED, &zone->flags);
3855
3856         if (!ret)
3857                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
3858
3859         return ret;
3860 }
3861 #endif
3862
3863 /*
3864  * page_evictable - test whether a page is evictable
3865  * @page: the page to test
3866  *
3867  * Test whether page is evictable--i.e., should be placed on active/inactive
3868  * lists vs unevictable list.
3869  *
3870  * Reasons page might not be evictable:
3871  * (1) page's mapping marked unevictable
3872  * (2) page is part of an mlocked VMA
3873  *
3874  */
3875 int page_evictable(struct page *page)
3876 {
3877         return !mapping_unevictable(page_mapping(page)) && !PageMlocked(page);
3878 }
3879
3880 #ifdef CONFIG_SHMEM
3881 /**
3882  * check_move_unevictable_pages - check pages for evictability and move to appropriate zone lru list
3883  * @pages:      array of pages to check
3884  * @nr_pages:   number of pages to check
3885  *
3886  * Checks pages for evictability and moves them to the appropriate lru list.
3887  *
3888  * This function is only used for SysV IPC SHM_UNLOCK.
3889  */
3890 void check_move_unevictable_pages(struct page **pages, int nr_pages)
3891 {
3892         struct lruvec *lruvec;
3893         struct zone *zone = NULL;
3894         int pgscanned = 0;
3895         int pgrescued = 0;
3896         int i;
3897
3898         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3899                 struct page *page = pages[i];
3900                 struct zone *pagezone;
3901
3902                 pgscanned++;
3903                 pagezone = page_zone(page);
3904                 if (pagezone != zone) {
3905                         if (zone)
3906                                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3907                         zone = pagezone;
3908                         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
3909                 }
3910                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
3911
3912                 if (!PageLRU(page) || !PageUnevictable(page))
3913                         continue;
3914
3915                 if (page_evictable(page)) {
3916                         enum lru_list lru = page_lru_base_type(page);
3917
3918                         VM_BUG_ON_PAGE(PageActive(page), page);
3919                         ClearPageUnevictable(page);
3920                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, LRU_UNEVICTABLE);
3921                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, lru);
3922                         pgrescued++;
3923                 }
3924         }
3925
3926         if (zone) {
3927                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
3928                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
3929                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
3930         }
3931 }
3932 #endif /* CONFIG_SHMEM */