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