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