tizen: packaging: Add baselibs.conf to provide 64-bit kernel & modules for 32-bit...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / vmscan.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
4  *
5  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie.
6  *  kswapd added: 7.1.96  sct
7  *  Removed kswapd_ctl limits, and swap out as many pages as needed
8  *  to bring the system back to freepages.high: 2.4.97, Rik van Riel.
9  *  Zone aware kswapd started 02/00, Kanoj Sarcar (kanoj@sgi.com).
10  *  Multiqueue VM started 5.8.00, Rik van Riel.
11  */
12
13 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
14
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/sched/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 buffer_heads_over_limit */
30 #include <linux/mm_inline.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/rmap.h>
33 #include <linux/topology.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/notifier.h>
38 #include <linux/rwsem.h>
39 #include <linux/delay.h>
40 #include <linux/kthread.h>
41 #include <linux/freezer.h>
42 #include <linux/memcontrol.h>
43 #include <linux/migrate.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/sysctl.h>
46 #include <linux/memory-tiers.h>
47 #include <linux/oom.h>
48 #include <linux/pagevec.h>
49 #include <linux/prefetch.h>
50 #include <linux/printk.h>
51 #include <linux/dax.h>
52 #include <linux/psi.h>
53 #include <linux/pagewalk.h>
54 #include <linux/shmem_fs.h>
55 #include <linux/ctype.h>
56 #include <linux/debugfs.h>
57 #include <linux/khugepaged.h>
58 #include <linux/rculist_nulls.h>
59 #include <linux/random.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62 #include <asm/div64.h>
63
64 #include <linux/swapops.h>
65 #include <linux/balloon_compaction.h>
66 #include <linux/sched/sysctl.h>
67
68 #include "internal.h"
69 #include "swap.h"
70
71 #define CREATE_TRACE_POINTS
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct scan_control {
75         /* How many pages shrink_list() should reclaim */
76         unsigned long nr_to_reclaim;
77
78         /*
79          * Nodemask of nodes allowed by the caller. If NULL, all nodes
80          * are scanned.
81          */
82         nodemask_t      *nodemask;
83
84         /*
85          * The memory cgroup that hit its limit and as a result is the
86          * primary target of this reclaim invocation.
87          */
88         struct mem_cgroup *target_mem_cgroup;
89
90         /*
91          * Scan pressure balancing between anon and file LRUs
92          */
93         unsigned long   anon_cost;
94         unsigned long   file_cost;
95
96         /* Can active folios be deactivated as part of reclaim? */
97 #define DEACTIVATE_ANON 1
98 #define DEACTIVATE_FILE 2
99         unsigned int may_deactivate:2;
100         unsigned int force_deactivate:1;
101         unsigned int skipped_deactivate:1;
102
103         /* Writepage batching in laptop mode; RECLAIM_WRITE */
104         unsigned int may_writepage:1;
105
106         /* Can mapped folios be reclaimed? */
107         unsigned int may_unmap:1;
108
109         /* Can folios be swapped as part of reclaim? */
110         unsigned int may_swap:1;
111
112         /* Proactive reclaim invoked by userspace through memory.reclaim */
113         unsigned int proactive:1;
114
115         /*
116          * Cgroup memory below memory.low is protected as long as we
117          * don't threaten to OOM. If any cgroup is reclaimed at
118          * reduced force or passed over entirely due to its memory.low
119          * setting (memcg_low_skipped), and nothing is reclaimed as a
120          * result, then go back for one more cycle that reclaims the protected
121          * memory (memcg_low_reclaim) to avert OOM.
122          */
123         unsigned int memcg_low_reclaim:1;
124         unsigned int memcg_low_skipped:1;
125
126         unsigned int hibernation_mode:1;
127
128         /* One of the zones is ready for compaction */
129         unsigned int compaction_ready:1;
130
131         /* There is easily reclaimable cold cache in the current node */
132         unsigned int cache_trim_mode:1;
133
134         /* The file folios on the current node are dangerously low */
135         unsigned int file_is_tiny:1;
136
137         /* Always discard instead of demoting to lower tier memory */
138         unsigned int no_demotion:1;
139
140         /* Allocation order */
141         s8 order;
142
143         /* Scan (total_size >> priority) pages at once */
144         s8 priority;
145
146         /* The highest zone to isolate folios for reclaim from */
147         s8 reclaim_idx;
148
149         /* This context's GFP mask */
150         gfp_t gfp_mask;
151
152         /* Incremented by the number of inactive pages that were scanned */
153         unsigned long nr_scanned;
154
155         /* Number of pages freed so far during a call to shrink_zones() */
156         unsigned long nr_reclaimed;
157
158         struct {
159                 unsigned int dirty;
160                 unsigned int unqueued_dirty;
161                 unsigned int congested;
162                 unsigned int writeback;
163                 unsigned int immediate;
164                 unsigned int file_taken;
165                 unsigned int taken;
166         } nr;
167
168         /* for recording the reclaimed slab by now */
169         struct reclaim_state reclaim_state;
170 };
171
172 #ifdef ARCH_HAS_PREFETCHW
173 #define prefetchw_prev_lru_folio(_folio, _base, _field)                 \
174         do {                                                            \
175                 if ((_folio)->lru.prev != _base) {                      \
176                         struct folio *prev;                             \
177                                                                         \
178                         prev = lru_to_folio(&(_folio->lru));            \
179                         prefetchw(&prev->_field);                       \
180                 }                                                       \
181         } while (0)
182 #else
183 #define prefetchw_prev_lru_folio(_folio, _base, _field) do { } while (0)
184 #endif
185
186 /*
187  * From 0 .. 200.  Higher means more swappy.
188  */
189 int vm_swappiness = 60;
190
191 LIST_HEAD(shrinker_list);
192 DECLARE_RWSEM(shrinker_rwsem);
193
194 #ifdef CONFIG_MEMCG
195 static int shrinker_nr_max;
196
197 /* The shrinker_info is expanded in a batch of BITS_PER_LONG */
198 static inline int shrinker_map_size(int nr_items)
199 {
200         return (DIV_ROUND_UP(nr_items, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long));
201 }
202
203 static inline int shrinker_defer_size(int nr_items)
204 {
205         return (round_up(nr_items, BITS_PER_LONG) * sizeof(atomic_long_t));
206 }
207
208 static struct shrinker_info *shrinker_info_protected(struct mem_cgroup *memcg,
209                                                      int nid)
210 {
211         return rcu_dereference_protected(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_info,
212                                          lockdep_is_held(&shrinker_rwsem));
213 }
214
215 static int expand_one_shrinker_info(struct mem_cgroup *memcg,
216                                     int map_size, int defer_size,
217                                     int old_map_size, int old_defer_size,
218                                     int new_nr_max)
219 {
220         struct shrinker_info *new, *old;
221         struct mem_cgroup_per_node *pn;
222         int nid;
223         int size = map_size + defer_size;
224
225         for_each_node(nid) {
226                 pn = memcg->nodeinfo[nid];
227                 old = shrinker_info_protected(memcg, nid);
228                 /* Not yet online memcg */
229                 if (!old)
230                         return 0;
231
232                 /* Already expanded this shrinker_info */
233                 if (new_nr_max <= old->map_nr_max)
234                         continue;
235
236                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
237                 if (!new)
238                         return -ENOMEM;
239
240                 new->nr_deferred = (atomic_long_t *)(new + 1);
241                 new->map = (void *)new->nr_deferred + defer_size;
242                 new->map_nr_max = new_nr_max;
243
244                 /* map: set all old bits, clear all new bits */
245                 memset(new->map, (int)0xff, old_map_size);
246                 memset((void *)new->map + old_map_size, 0, map_size - old_map_size);
247                 /* nr_deferred: copy old values, clear all new values */
248                 memcpy(new->nr_deferred, old->nr_deferred, old_defer_size);
249                 memset((void *)new->nr_deferred + old_defer_size, 0,
250                        defer_size - old_defer_size);
251
252                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_info, new);
253                 kvfree_rcu(old, rcu);
254         }
255
256         return 0;
257 }
258
259 void free_shrinker_info(struct mem_cgroup *memcg)
260 {
261         struct mem_cgroup_per_node *pn;
262         struct shrinker_info *info;
263         int nid;
264
265         for_each_node(nid) {
266                 pn = memcg->nodeinfo[nid];
267                 info = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_info, true);
268                 kvfree(info);
269                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_info, NULL);
270         }
271 }
272
273 int alloc_shrinker_info(struct mem_cgroup *memcg)
274 {
275         struct shrinker_info *info;
276         int nid, size, ret = 0;
277         int map_size, defer_size = 0;
278
279         down_write(&shrinker_rwsem);
280         map_size = shrinker_map_size(shrinker_nr_max);
281         defer_size = shrinker_defer_size(shrinker_nr_max);
282         size = map_size + defer_size;
283         for_each_node(nid) {
284                 info = kvzalloc_node(sizeof(*info) + size, GFP_KERNEL, nid);
285                 if (!info) {
286                         free_shrinker_info(memcg);
287                         ret = -ENOMEM;
288                         break;
289                 }
290                 info->nr_deferred = (atomic_long_t *)(info + 1);
291                 info->map = (void *)info->nr_deferred + defer_size;
292                 info->map_nr_max = shrinker_nr_max;
293                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_info, info);
294         }
295         up_write(&shrinker_rwsem);
296
297         return ret;
298 }
299
300 static int expand_shrinker_info(int new_id)
301 {
302         int ret = 0;
303         int new_nr_max = round_up(new_id + 1, BITS_PER_LONG);
304         int map_size, defer_size = 0;
305         int old_map_size, old_defer_size = 0;
306         struct mem_cgroup *memcg;
307
308         if (!root_mem_cgroup)
309                 goto out;
310
311         lockdep_assert_held(&shrinker_rwsem);
312
313         map_size = shrinker_map_size(new_nr_max);
314         defer_size = shrinker_defer_size(new_nr_max);
315         old_map_size = shrinker_map_size(shrinker_nr_max);
316         old_defer_size = shrinker_defer_size(shrinker_nr_max);
317
318         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
319         do {
320                 ret = expand_one_shrinker_info(memcg, map_size, defer_size,
321                                                old_map_size, old_defer_size,
322                                                new_nr_max);
323                 if (ret) {
324                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
325                         goto out;
326                 }
327         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
328 out:
329         if (!ret)
330                 shrinker_nr_max = new_nr_max;
331
332         return ret;
333 }
334
335 void set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
336 {
337         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
338                 struct shrinker_info *info;
339
340                 rcu_read_lock();
341                 info = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_info);
342                 if (!WARN_ON_ONCE(shrinker_id >= info->map_nr_max)) {
343                         /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
344                         smp_mb__before_atomic();
345                         set_bit(shrinker_id, info->map);
346                 }
347                 rcu_read_unlock();
348         }
349 }
350
351 static DEFINE_IDR(shrinker_idr);
352
353 static int prealloc_memcg_shrinker(struct shrinker *shrinker)
354 {
355         int id, ret = -ENOMEM;
356
357         if (mem_cgroup_disabled())
358                 return -ENOSYS;
359
360         down_write(&shrinker_rwsem);
361         /* This may call shrinker, so it must use down_read_trylock() */
362         id = idr_alloc(&shrinker_idr, shrinker, 0, 0, GFP_KERNEL);
363         if (id < 0)
364                 goto unlock;
365
366         if (id >= shrinker_nr_max) {
367                 if (expand_shrinker_info(id)) {
368                         idr_remove(&shrinker_idr, id);
369                         goto unlock;
370                 }
371         }
372         shrinker->id = id;
373         ret = 0;
374 unlock:
375         up_write(&shrinker_rwsem);
376         return ret;
377 }
378
379 static void unregister_memcg_shrinker(struct shrinker *shrinker)
380 {
381         int id = shrinker->id;
382
383         BUG_ON(id < 0);
384
385         lockdep_assert_held(&shrinker_rwsem);
386
387         idr_remove(&shrinker_idr, id);
388 }
389
390 static long xchg_nr_deferred_memcg(int nid, struct shrinker *shrinker,
391                                    struct mem_cgroup *memcg)
392 {
393         struct shrinker_info *info;
394
395         info = shrinker_info_protected(memcg, nid);
396         return atomic_long_xchg(&info->nr_deferred[shrinker->id], 0);
397 }
398
399 static long add_nr_deferred_memcg(long nr, int nid, struct shrinker *shrinker,
400                                   struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         struct shrinker_info *info;
403
404         info = shrinker_info_protected(memcg, nid);
405         return atomic_long_add_return(nr, &info->nr_deferred[shrinker->id]);
406 }
407
408 void reparent_shrinker_deferred(struct mem_cgroup *memcg)
409 {
410         int i, nid;
411         long nr;
412         struct mem_cgroup *parent;
413         struct shrinker_info *child_info, *parent_info;
414
415         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
416         if (!parent)
417                 parent = root_mem_cgroup;
418
419         /* Prevent from concurrent shrinker_info expand */
420         down_read(&shrinker_rwsem);
421         for_each_node(nid) {
422                 child_info = shrinker_info_protected(memcg, nid);
423                 parent_info = shrinker_info_protected(parent, nid);
424                 for (i = 0; i < child_info->map_nr_max; i++) {
425                         nr = atomic_long_read(&child_info->nr_deferred[i]);
426                         atomic_long_add(nr, &parent_info->nr_deferred[i]);
427                 }
428         }
429         up_read(&shrinker_rwsem);
430 }
431
432 /* Returns true for reclaim through cgroup limits or cgroup interfaces. */
433 static bool cgroup_reclaim(struct scan_control *sc)
434 {
435         return sc->target_mem_cgroup;
436 }
437
438 /*
439  * Returns true for reclaim on the root cgroup. This is true for direct
440  * allocator reclaim and reclaim through cgroup interfaces on the root cgroup.
441  */
442 static bool root_reclaim(struct scan_control *sc)
443 {
444         return !sc->target_mem_cgroup || mem_cgroup_is_root(sc->target_mem_cgroup);
445 }
446
447 /**
448  * writeback_throttling_sane - is the usual dirty throttling mechanism available?
449  * @sc: scan_control in question
450  *
451  * The normal page dirty throttling mechanism in balance_dirty_pages() is
452  * completely broken with the legacy memcg and direct stalling in
453  * shrink_folio_list() is used for throttling instead, which lacks all the
454  * niceties such as fairness, adaptive pausing, bandwidth proportional
455  * allocation and configurability.
456  *
457  * This function tests whether the vmscan currently in progress can assume
458  * that the normal dirty throttling mechanism is operational.
459  */
460 static bool writeback_throttling_sane(struct scan_control *sc)
461 {
462         if (!cgroup_reclaim(sc))
463                 return true;
464 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
465         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
466                 return true;
467 #endif
468         return false;
469 }
470 #else
471 static int prealloc_memcg_shrinker(struct shrinker *shrinker)
472 {
473         return -ENOSYS;
474 }
475
476 static void unregister_memcg_shrinker(struct shrinker *shrinker)
477 {
478 }
479
480 static long xchg_nr_deferred_memcg(int nid, struct shrinker *shrinker,
481                                    struct mem_cgroup *memcg)
482 {
483         return 0;
484 }
485
486 static long add_nr_deferred_memcg(long nr, int nid, struct shrinker *shrinker,
487                                   struct mem_cgroup *memcg)
488 {
489         return 0;
490 }
491
492 static bool cgroup_reclaim(struct scan_control *sc)
493 {
494         return false;
495 }
496
497 static bool root_reclaim(struct scan_control *sc)
498 {
499         return true;
500 }
501
502 static bool writeback_throttling_sane(struct scan_control *sc)
503 {
504         return true;
505 }
506 #endif
507
508 static void set_task_reclaim_state(struct task_struct *task,
509                                    struct reclaim_state *rs)
510 {
511         /* Check for an overwrite */
512         WARN_ON_ONCE(rs && task->reclaim_state);
513
514         /* Check for the nulling of an already-nulled member */
515         WARN_ON_ONCE(!rs && !task->reclaim_state);
516
517         task->reclaim_state = rs;
518 }
519
520 /*
521  * flush_reclaim_state(): add pages reclaimed outside of LRU-based reclaim to
522  * scan_control->nr_reclaimed.
523  */
524 static void flush_reclaim_state(struct scan_control *sc)
525 {
526         /*
527          * Currently, reclaim_state->reclaimed includes three types of pages
528          * freed outside of vmscan:
529          * (1) Slab pages.
530          * (2) Clean file pages from pruned inodes (on highmem systems).
531          * (3) XFS freed buffer pages.
532          *
533          * For all of these cases, we cannot universally link the pages to a
534          * single memcg. For example, a memcg-aware shrinker can free one object
535          * charged to the target memcg, causing an entire page to be freed.
536          * If we count the entire page as reclaimed from the memcg, we end up
537          * overestimating the reclaimed amount (potentially under-reclaiming).
538          *
539          * Only count such pages for global reclaim to prevent under-reclaiming
540          * from the target memcg; preventing unnecessary retries during memcg
541          * charging and false positives from proactive reclaim.
542          *
543          * For uncommon cases where the freed pages were actually mostly
544          * charged to the target memcg, we end up underestimating the reclaimed
545          * amount. This should be fine. The freed pages will be uncharged
546          * anyway, even if they are not counted here properly, and we will be
547          * able to make forward progress in charging (which is usually in a
548          * retry loop).
549          *
550          * We can go one step further, and report the uncharged objcg pages in
551          * memcg reclaim, to make reporting more accurate and reduce
552          * underestimation, but it's probably not worth the complexity for now.
553          */
554         if (current->reclaim_state && root_reclaim(sc)) {
555                 sc->nr_reclaimed += current->reclaim_state->reclaimed;
556                 current->reclaim_state->reclaimed = 0;
557         }
558 }
559
560 static long xchg_nr_deferred(struct shrinker *shrinker,
561                              struct shrink_control *sc)
562 {
563         int nid = sc->nid;
564
565         if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
566                 nid = 0;
567
568         if (sc->memcg &&
569             (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
570                 return xchg_nr_deferred_memcg(nid, shrinker,
571                                               sc->memcg);
572
573         return atomic_long_xchg(&shrinker->nr_deferred[nid], 0);
574 }
575
576
577 static long add_nr_deferred(long nr, struct shrinker *shrinker,
578                             struct shrink_control *sc)
579 {
580         int nid = sc->nid;
581
582         if (!(shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE))
583                 nid = 0;
584
585         if (sc->memcg &&
586             (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE))
587                 return add_nr_deferred_memcg(nr, nid, shrinker,
588                                              sc->memcg);
589
590         return atomic_long_add_return(nr, &shrinker->nr_deferred[nid]);
591 }
592
593 static bool can_demote(int nid, struct scan_control *sc)
594 {
595         if (!numa_demotion_enabled)
596                 return false;
597         if (sc && sc->no_demotion)
598                 return false;
599         if (next_demotion_node(nid) == NUMA_NO_NODE)
600                 return false;
601
602         return true;
603 }
604
605 static inline bool can_reclaim_anon_pages(struct mem_cgroup *memcg,
606                                           int nid,
607                                           struct scan_control *sc)
608 {
609         if (memcg == NULL) {
610                 /*
611                  * For non-memcg reclaim, is there
612                  * space in any swap device?
613                  */
614                 if (get_nr_swap_pages() > 0)
615                         return true;
616         } else {
617                 /* Is the memcg below its swap limit? */
618                 if (mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) > 0)
619                         return true;
620         }
621
622         /*
623          * The page can not be swapped.
624          *
625          * Can it be reclaimed from this node via demotion?
626          */
627         return can_demote(nid, sc);
628 }
629
630 /*
631  * This misses isolated folios which are not accounted for to save counters.
632  * As the data only determines if reclaim or compaction continues, it is
633  * not expected that isolated folios will be a dominating factor.
634  */
635 unsigned long zone_reclaimable_pages(struct zone *zone)
636 {
637         unsigned long nr;
638
639         nr = zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_FILE) +
640                 zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
641         if (can_reclaim_anon_pages(NULL, zone_to_nid(zone), NULL))
642                 nr += zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_INACTIVE_ANON) +
643                         zone_page_state_snapshot(zone, NR_ZONE_ACTIVE_ANON);
644
645         return nr;
646 }
647
648 /**
649  * lruvec_lru_size -  Returns the number of pages on the given LRU list.
650  * @lruvec: lru vector
651  * @lru: lru to use
652  * @zone_idx: zones to consider (use MAX_NR_ZONES - 1 for the whole LRU list)
653  */
654 static unsigned long lruvec_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
655                                      int zone_idx)
656 {
657         unsigned long size = 0;
658         int zid;
659
660         for (zid = 0; zid <= zone_idx; zid++) {
661                 struct zone *zone = &lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones[zid];
662
663                 if (!managed_zone(zone))
664                         continue;
665
666                 if (!mem_cgroup_disabled())
667                         size += mem_cgroup_get_zone_lru_size(lruvec, lru, zid);
668                 else
669                         size += zone_page_state(zone, NR_ZONE_LRU_BASE + lru);
670         }
671         return size;
672 }
673
674 /*
675  * Add a shrinker callback to be called from the vm.
676  */
677 static int __prealloc_shrinker(struct shrinker *shrinker)
678 {
679         unsigned int size;
680         int err;
681
682         if (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE) {
683                 err = prealloc_memcg_shrinker(shrinker);
684                 if (err != -ENOSYS)
685                         return err;
686
687                 shrinker->flags &= ~SHRINKER_MEMCG_AWARE;
688         }
689
690         size = sizeof(*shrinker->nr_deferred);
691         if (shrinker->flags & SHRINKER_NUMA_AWARE)
692                 size *= nr_node_ids;
693
694         shrinker->nr_deferred = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
695         if (!shrinker->nr_deferred)
696                 return -ENOMEM;
697
698         return 0;
699 }
700
701 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
702 int prealloc_shrinker(struct shrinker *shrinker, const char *fmt, ...)
703 {
704         va_list ap;
705         int err;
706
707         va_start(ap, fmt);
708         shrinker->name = kvasprintf_const(GFP_KERNEL, fmt, ap);
709         va_end(ap);
710         if (!shrinker->name)
711                 return -ENOMEM;
712
713         err = __prealloc_shrinker(shrinker);
714         if (err) {
715                 kfree_const(shrinker->name);
716                 shrinker->name = NULL;
717         }
718
719         return err;
720 }
721 #else
722 int prealloc_shrinker(struct shrinker *shrinker, const char *fmt, ...)
723 {
724         return __prealloc_shrinker(shrinker);
725 }
726 #endif
727
728 void free_prealloced_shrinker(struct shrinker *shrinker)
729 {
730 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
731         kfree_const(shrinker->name);
732         shrinker->name = NULL;
733 #endif
734         if (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE) {
735                 down_write(&shrinker_rwsem);
736                 unregister_memcg_shrinker(shrinker);
737                 up_write(&shrinker_rwsem);
738                 return;
739         }
740
741         kfree(shrinker->nr_deferred);
742         shrinker->nr_deferred = NULL;
743 }
744
745 void register_shrinker_prepared(struct shrinker *shrinker)
746 {
747         down_write(&shrinker_rwsem);
748         list_add_tail(&shrinker->list, &shrinker_list);
749         shrinker->flags |= SHRINKER_REGISTERED;
750         shrinker_debugfs_add(shrinker);
751         up_write(&shrinker_rwsem);
752 }
753
754 static int __register_shrinker(struct shrinker *shrinker)
755 {
756         int err = __prealloc_shrinker(shrinker);
757
758         if (err)
759                 return err;
760         register_shrinker_prepared(shrinker);
761         return 0;
762 }
763
764 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
765 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker, const char *fmt, ...)
766 {
767         va_list ap;
768         int err;
769
770         va_start(ap, fmt);
771         shrinker->name = kvasprintf_const(GFP_KERNEL, fmt, ap);
772         va_end(ap);
773         if (!shrinker->name)
774                 return -ENOMEM;
775
776         err = __register_shrinker(shrinker);
777         if (err) {
778                 kfree_const(shrinker->name);
779                 shrinker->name = NULL;
780         }
781         return err;
782 }
783 #else
784 int register_shrinker(struct shrinker *shrinker, const char *fmt, ...)
785 {
786         return __register_shrinker(shrinker);
787 }
788 #endif
789 EXPORT_SYMBOL(register_shrinker);
790
791 /*
792  * Remove one
793  */
794 void unregister_shrinker(struct shrinker *shrinker)
795 {
796         struct dentry *debugfs_entry;
797         int debugfs_id;
798
799         if (!(shrinker->flags & SHRINKER_REGISTERED))
800                 return;
801
802         down_write(&shrinker_rwsem);
803         list_del(&shrinker->list);
804         shrinker->flags &= ~SHRINKER_REGISTERED;
805         if (shrinker->flags & SHRINKER_MEMCG_AWARE)
806                 unregister_memcg_shrinker(shrinker);
807         debugfs_entry = shrinker_debugfs_detach(shrinker, &debugfs_id);
808         up_write(&shrinker_rwsem);
809
810         shrinker_debugfs_remove(debugfs_entry, debugfs_id);
811
812         kfree(shrinker->nr_deferred);
813         shrinker->nr_deferred = NULL;
814 }
815 EXPORT_SYMBOL(unregister_shrinker);
816
817 /**
818  * synchronize_shrinkers - Wait for all running shrinkers to complete.
819  *
820  * This is equivalent to calling unregister_shrink() and register_shrinker(),
821  * but atomically and with less overhead. This is useful to guarantee that all
822  * shrinker invocations have seen an update, before freeing memory, similar to
823  * rcu.
824  */
825 void synchronize_shrinkers(void)
826 {
827         down_write(&shrinker_rwsem);
828         up_write(&shrinker_rwsem);
829 }
830 EXPORT_SYMBOL(synchronize_shrinkers);
831
832 #define SHRINK_BATCH 128
833
834 static unsigned long do_shrink_slab(struct shrink_control *shrinkctl,
835                                     struct shrinker *shrinker, int priority)
836 {
837         unsigned long freed = 0;
838         unsigned long long delta;
839         long total_scan;
840         long freeable;
841         long nr;
842         long new_nr;
843         long batch_size = shrinker->batch ? shrinker->batch
844                                           : SHRINK_BATCH;
845         long scanned = 0, next_deferred;
846
847         freeable = shrinker->count_objects(shrinker, shrinkctl);
848         if (freeable == 0 || freeable == SHRINK_EMPTY)
849                 return freeable;
850
851         /*
852          * copy the current shrinker scan count into a local variable
853          * and zero it so that other concurrent shrinker invocations
854          * don't also do this scanning work.
855          */
856         nr = xchg_nr_deferred(shrinker, shrinkctl);
857
858         if (shrinker->seeks) {
859                 delta = freeable >> priority;
860                 delta *= 4;
861                 do_div(delta, shrinker->seeks);
862         } else {
863                 /*
864                  * These objects don't require any IO to create. Trim
865                  * them aggressively under memory pressure to keep
866                  * them from causing refetches in the IO caches.
867                  */
868                 delta = freeable / 2;
869         }
870
871         total_scan = nr >> priority;
872         total_scan += delta;
873         total_scan = min(total_scan, (2 * freeable));
874
875         trace_mm_shrink_slab_start(shrinker, shrinkctl, nr,
876                                    freeable, delta, total_scan, priority);
877
878         /*
879          * Normally, we should not scan less than batch_size objects in one
880          * pass to avoid too frequent shrinker calls, but if the slab has less
881          * than batch_size objects in total and we are really tight on memory,
882          * we will try to reclaim all available objects, otherwise we can end
883          * up failing allocations although there are plenty of reclaimable
884          * objects spread over several slabs with usage less than the
885          * batch_size.
886          *
887          * We detect the "tight on memory" situations by looking at the total
888          * number of objects we want to scan (total_scan). If it is greater
889          * than the total number of objects on slab (freeable), we must be
890          * scanning at high prio and therefore should try to reclaim as much as
891          * possible.
892          */
893         while (total_scan >= batch_size ||
894                total_scan >= freeable) {
895                 unsigned long ret;
896                 unsigned long nr_to_scan = min(batch_size, total_scan);
897
898                 shrinkctl->nr_to_scan = nr_to_scan;
899                 shrinkctl->nr_scanned = nr_to_scan;
900                 ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);
901                 if (ret == SHRINK_STOP)
902                         break;
903                 freed += ret;
904
905                 count_vm_events(SLABS_SCANNED, shrinkctl->nr_scanned);
906                 total_scan -= shrinkctl->nr_scanned;
907                 scanned += shrinkctl->nr_scanned;
908
909                 cond_resched();
910         }
911
912         /*
913          * The deferred work is increased by any new work (delta) that wasn't
914          * done, decreased by old deferred work that was done now.
915          *
916          * And it is capped to two times of the freeable items.
917          */
918         next_deferred = max_t(long, (nr + delta - scanned), 0);
919         next_deferred = min(next_deferred, (2 * freeable));
920
921         /*
922          * move the unused scan count back into the shrinker in a
923          * manner that handles concurrent updates.
924          */
925         new_nr = add_nr_deferred(next_deferred, shrinker, shrinkctl);
926
927         trace_mm_shrink_slab_end(shrinker, shrinkctl->nid, freed, nr, new_nr, total_scan);
928         return freed;
929 }
930
931 #ifdef CONFIG_MEMCG
932 static unsigned long shrink_slab_memcg(gfp_t gfp_mask, int nid,
933                         struct mem_cgroup *memcg, int priority)
934 {
935         struct shrinker_info *info;
936         unsigned long ret, freed = 0;
937         int i;
938
939         if (!mem_cgroup_online(memcg))
940                 return 0;
941
942         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem))
943                 return 0;
944
945         info = shrinker_info_protected(memcg, nid);
946         if (unlikely(!info))
947                 goto unlock;
948
949         for_each_set_bit(i, info->map, info->map_nr_max) {
950                 struct shrink_control sc = {
951                         .gfp_mask = gfp_mask,
952                         .nid = nid,
953                         .memcg = memcg,
954                 };
955                 struct shrinker *shrinker;
956
957                 shrinker = idr_find(&shrinker_idr, i);
958                 if (unlikely(!shrinker || !(shrinker->flags & SHRINKER_REGISTERED))) {
959                         if (!shrinker)
960                                 clear_bit(i, info->map);
961                         continue;
962                 }
963
964                 /* Call non-slab shrinkers even though kmem is disabled */
965                 if (!memcg_kmem_online() &&
966                     !(shrinker->flags & SHRINKER_NONSLAB))
967                         continue;
968
969                 ret = do_shrink_slab(&sc, shrinker, priority);
970                 if (ret == SHRINK_EMPTY) {
971                         clear_bit(i, info->map);
972                         /*
973                          * After the shrinker reported that it had no objects to
974                          * free, but before we cleared the corresponding bit in
975                          * the memcg shrinker map, a new object might have been
976                          * added. To make sure, we have the bit set in this
977                          * case, we invoke the shrinker one more time and reset
978                          * the bit if it reports that it is not empty anymore.
979                          * The memory barrier here pairs with the barrier in
980                          * set_shrinker_bit():
981                          *
982                          * list_lru_add()     shrink_slab_memcg()
983                          *   list_add_tail()    clear_bit()
984                          *   <MB>               <MB>
985                          *   set_bit()          do_shrink_slab()
986                          */
987                         smp_mb__after_atomic();
988                         ret = do_shrink_slab(&sc, shrinker, priority);
989                         if (ret == SHRINK_EMPTY)
990                                 ret = 0;
991                         else
992                                 set_shrinker_bit(memcg, nid, i);
993                 }
994                 freed += ret;
995
996                 if (rwsem_is_contended(&shrinker_rwsem)) {
997                         freed = freed ? : 1;
998                         break;
999                 }
1000         }
1001 unlock:
1002         up_read(&shrinker_rwsem);
1003         return freed;
1004 }
1005 #else /* CONFIG_MEMCG */
1006 static unsigned long shrink_slab_memcg(gfp_t gfp_mask, int nid,
1007                         struct mem_cgroup *memcg, int priority)
1008 {
1009         return 0;
1010 }
1011 #endif /* CONFIG_MEMCG */
1012
1013 /**
1014  * shrink_slab - shrink slab caches
1015  * @gfp_mask: allocation context
1016  * @nid: node whose slab caches to target
1017  * @memcg: memory cgroup whose slab caches to target
1018  * @priority: the reclaim priority
1019  *
1020  * Call the shrink functions to age shrinkable caches.
1021  *
1022  * @nid is passed along to shrinkers with SHRINKER_NUMA_AWARE set,
1023  * unaware shrinkers will receive a node id of 0 instead.
1024  *
1025  * @memcg specifies the memory cgroup to target. Unaware shrinkers
1026  * are called only if it is the root cgroup.
1027  *
1028  * @priority is sc->priority, we take the number of objects and >> by priority
1029  * in order to get the scan target.
1030  *
1031  * Returns the number of reclaimed slab objects.
1032  */
1033 static unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid,
1034                                  struct mem_cgroup *memcg,
1035                                  int priority)
1036 {
1037         unsigned long ret, freed = 0;
1038         struct shrinker *shrinker;
1039
1040         /*
1041          * The root memcg might be allocated even though memcg is disabled
1042          * via "cgroup_disable=memory" boot parameter.  This could make
1043          * mem_cgroup_is_root() return false, then just run memcg slab
1044          * shrink, but skip global shrink.  This may result in premature
1045          * oom.
1046          */
1047         if (!mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg))
1048                 return shrink_slab_memcg(gfp_mask, nid, memcg, priority);
1049
1050         if (!down_read_trylock(&shrinker_rwsem))
1051                 goto out;
1052
1053         list_for_each_entry(shrinker, &shrinker_list, list) {
1054                 struct shrink_control sc = {
1055                         .gfp_mask = gfp_mask,
1056                         .nid = nid,
1057                         .memcg = memcg,
1058                 };
1059
1060                 ret = do_shrink_slab(&sc, shrinker, priority);
1061                 if (ret == SHRINK_EMPTY)
1062                         ret = 0;
1063                 freed += ret;
1064                 /*
1065                  * Bail out if someone want to register a new shrinker to
1066                  * prevent the registration from being stalled for long periods
1067                  * by parallel ongoing shrinking.
1068                  */
1069                 if (rwsem_is_contended(&shrinker_rwsem)) {
1070                         freed = freed ? : 1;
1071                         break;
1072                 }
1073         }
1074
1075         up_read(&shrinker_rwsem);
1076 out:
1077         cond_resched();
1078         return freed;
1079 }
1080
1081 static unsigned long drop_slab_node(int nid)
1082 {
1083         unsigned long freed = 0;
1084         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1085
1086         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
1087         do {
1088                 freed += shrink_slab(GFP_KERNEL, nid, memcg, 0);
1089         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)) != NULL);
1090
1091         return freed;
1092 }
1093
1094 void drop_slab(void)
1095 {
1096         int nid;
1097         int shift = 0;
1098         unsigned long freed;
1099
1100         do {
1101                 freed = 0;
1102                 for_each_online_node(nid) {
1103                         if (fatal_signal_pending(current))
1104                                 return;
1105
1106                         freed += drop_slab_node(nid);
1107                 }
1108         } while ((freed >> shift++) > 1);
1109 }
1110
1111 static int reclaimer_offset(void)
1112 {
1113         BUILD_BUG_ON(PGSTEAL_DIRECT - PGSTEAL_KSWAPD !=
1114                         PGDEMOTE_DIRECT - PGDEMOTE_KSWAPD);
1115         BUILD_BUG_ON(PGSTEAL_DIRECT - PGSTEAL_KSWAPD !=
1116                         PGSCAN_DIRECT - PGSCAN_KSWAPD);
1117         BUILD_BUG_ON(PGSTEAL_KHUGEPAGED - PGSTEAL_KSWAPD !=
1118                         PGDEMOTE_KHUGEPAGED - PGDEMOTE_KSWAPD);
1119         BUILD_BUG_ON(PGSTEAL_KHUGEPAGED - PGSTEAL_KSWAPD !=
1120                         PGSCAN_KHUGEPAGED - PGSCAN_KSWAPD);
1121
1122         if (current_is_kswapd())
1123                 return 0;
1124         if (current_is_khugepaged())
1125                 return PGSTEAL_KHUGEPAGED - PGSTEAL_KSWAPD;
1126         return PGSTEAL_DIRECT - PGSTEAL_KSWAPD;
1127 }
1128
1129 static inline int is_page_cache_freeable(struct folio *folio)
1130 {
1131         /*
1132          * A freeable page cache folio is referenced only by the caller
1133          * that isolated the folio, the page cache and optional filesystem
1134          * private data at folio->private.
1135          */
1136         return folio_ref_count(folio) - folio_test_private(folio) ==
1137                 1 + folio_nr_pages(folio);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * We detected a synchronous write error writing a folio out.  Probably
1142  * -ENOSPC.  We need to propagate that into the address_space for a subsequent
1143  * fsync(), msync() or close().
1144  *
1145  * The tricky part is that after writepage we cannot touch the mapping: nothing
1146  * prevents it from being freed up.  But we have a ref on the folio and once
1147  * that folio is locked, the mapping is pinned.
1148  *
1149  * We're allowed to run sleeping folio_lock() here because we know the caller has
1150  * __GFP_FS.
1151  */
1152 static void handle_write_error(struct address_space *mapping,
1153                                 struct folio *folio, int error)
1154 {
1155         folio_lock(folio);
1156         if (folio_mapping(folio) == mapping)
1157                 mapping_set_error(mapping, error);
1158         folio_unlock(folio);
1159 }
1160
1161 static bool skip_throttle_noprogress(pg_data_t *pgdat)
1162 {
1163         int reclaimable = 0, write_pending = 0;
1164         int i;
1165
1166         /*
1167          * If kswapd is disabled, reschedule if necessary but do not
1168          * throttle as the system is likely near OOM.
1169          */
1170         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
1171                 return true;
1172
1173         /*
1174          * If there are a lot of dirty/writeback folios then do not
1175          * throttle as throttling will occur when the folios cycle
1176          * towards the end of the LRU if still under writeback.
1177          */
1178         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1179                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1180
1181                 if (!managed_zone(zone))
1182                         continue;
1183
1184                 reclaimable += zone_reclaimable_pages(zone);
1185                 write_pending += zone_page_state_snapshot(zone,
1186                                                   NR_ZONE_WRITE_PENDING);
1187         }
1188         if (2 * write_pending <= reclaimable)
1189                 return true;
1190
1191         return false;
1192 }
1193
1194 void reclaim_throttle(pg_data_t *pgdat, enum vmscan_throttle_state reason)
1195 {
1196         wait_queue_head_t *wqh = &pgdat->reclaim_wait[reason];
1197         long timeout, ret;
1198         DEFINE_WAIT(wait);
1199
1200         /*
1201          * Do not throttle user workers, kthreads other than kswapd or
1202          * workqueues. They may be required for reclaim to make
1203          * forward progress (e.g. journalling workqueues or kthreads).
1204          */
1205         if (!current_is_kswapd() &&
1206             current->flags & (PF_USER_WORKER|PF_KTHREAD)) {
1207                 cond_resched();
1208                 return;
1209         }
1210
1211         /*
1212          * These figures are pulled out of thin air.
1213          * VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED is a transient condition based on too many
1214          * parallel reclaimers which is a short-lived event so the timeout is
1215          * short. Failing to make progress or waiting on writeback are
1216          * potentially long-lived events so use a longer timeout. This is shaky
1217          * logic as a failure to make progress could be due to anything from
1218          * writeback to a slow device to excessive referenced folios at the tail
1219          * of the inactive LRU.
1220          */
1221         switch(reason) {
1222         case VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK:
1223                 timeout = HZ/10;
1224
1225                 if (atomic_inc_return(&pgdat->nr_writeback_throttled) == 1) {
1226                         WRITE_ONCE(pgdat->nr_reclaim_start,
1227                                 node_page_state(pgdat, NR_THROTTLED_WRITTEN));
1228                 }
1229
1230                 break;
1231         case VMSCAN_THROTTLE_CONGESTED:
1232                 fallthrough;
1233         case VMSCAN_THROTTLE_NOPROGRESS:
1234                 if (skip_throttle_noprogress(pgdat)) {
1235                         cond_resched();
1236                         return;
1237                 }
1238
1239                 timeout = 1;
1240
1241                 break;
1242         case VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED:
1243                 timeout = HZ/50;
1244                 break;
1245         default:
1246                 WARN_ON_ONCE(1);
1247                 timeout = HZ;
1248                 break;
1249         }
1250
1251         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1252         ret = schedule_timeout(timeout);
1253         finish_wait(wqh, &wait);
1254
1255         if (reason == VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK)
1256                 atomic_dec(&pgdat->nr_writeback_throttled);
1257
1258         trace_mm_vmscan_throttled(pgdat->node_id, jiffies_to_usecs(timeout),
1259                                 jiffies_to_usecs(timeout - ret),
1260                                 reason);
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Account for folios written if tasks are throttled waiting on dirty
1265  * folios to clean. If enough folios have been cleaned since throttling
1266  * started then wakeup the throttled tasks.
1267  */
1268 void __acct_reclaim_writeback(pg_data_t *pgdat, struct folio *folio,
1269                                                         int nr_throttled)
1270 {
1271         unsigned long nr_written;
1272
1273         node_stat_add_folio(folio, NR_THROTTLED_WRITTEN);
1274
1275         /*
1276          * This is an inaccurate read as the per-cpu deltas may not
1277          * be synchronised. However, given that the system is
1278          * writeback throttled, it is not worth taking the penalty
1279          * of getting an accurate count. At worst, the throttle
1280          * timeout guarantees forward progress.
1281          */
1282         nr_written = node_page_state(pgdat, NR_THROTTLED_WRITTEN) -
1283                 READ_ONCE(pgdat->nr_reclaim_start);
1284
1285         if (nr_written > SWAP_CLUSTER_MAX * nr_throttled)
1286                 wake_up(&pgdat->reclaim_wait[VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK]);
1287 }
1288
1289 /* possible outcome of pageout() */
1290 typedef enum {
1291         /* failed to write folio out, folio is locked */
1292         PAGE_KEEP,
1293         /* move folio to the active list, folio is locked */
1294         PAGE_ACTIVATE,
1295         /* folio has been sent to the disk successfully, folio is unlocked */
1296         PAGE_SUCCESS,
1297         /* folio is clean and locked */
1298         PAGE_CLEAN,
1299 } pageout_t;
1300
1301 /*
1302  * pageout is called by shrink_folio_list() for each dirty folio.
1303  * Calls ->writepage().
1304  */
1305 static pageout_t pageout(struct folio *folio, struct address_space *mapping,
1306                          struct swap_iocb **plug)
1307 {
1308         /*
1309          * If the folio is dirty, only perform writeback if that write
1310          * will be non-blocking.  To prevent this allocation from being
1311          * stalled by pagecache activity.  But note that there may be
1312          * stalls if we need to run get_block().  We could test
1313          * PagePrivate for that.
1314          *
1315          * If this process is currently in __generic_file_write_iter() against
1316          * this folio's queue, we can perform writeback even if that
1317          * will block.
1318          *
1319          * If the folio is swapcache, write it back even if that would
1320          * block, for some throttling. This happens by accident, because
1321          * swap_backing_dev_info is bust: it doesn't reflect the
1322          * congestion state of the swapdevs.  Easy to fix, if needed.
1323          */
1324         if (!is_page_cache_freeable(folio))
1325                 return PAGE_KEEP;
1326         if (!mapping) {
1327                 /*
1328                  * Some data journaling orphaned folios can have
1329                  * folio->mapping == NULL while being dirty with clean buffers.
1330                  */
1331                 if (folio_test_private(folio)) {
1332                         if (try_to_free_buffers(folio)) {
1333                                 folio_clear_dirty(folio);
1334                                 pr_info("%s: orphaned folio\n", __func__);
1335                                 return PAGE_CLEAN;
1336                         }
1337                 }
1338                 return PAGE_KEEP;
1339         }
1340         if (mapping->a_ops->writepage == NULL)
1341                 return PAGE_ACTIVATE;
1342
1343         if (folio_clear_dirty_for_io(folio)) {
1344                 int res;
1345                 struct writeback_control wbc = {
1346                         .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
1347                         .nr_to_write = SWAP_CLUSTER_MAX,
1348                         .range_start = 0,
1349                         .range_end = LLONG_MAX,
1350                         .for_reclaim = 1,
1351                         .swap_plug = plug,
1352                 };
1353
1354                 folio_set_reclaim(folio);
1355                 res = mapping->a_ops->writepage(&folio->page, &wbc);
1356                 if (res < 0)
1357                         handle_write_error(mapping, folio, res);
1358                 if (res == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
1359                         folio_clear_reclaim(folio);
1360                         return PAGE_ACTIVATE;
1361                 }
1362
1363                 if (!folio_test_writeback(folio)) {
1364                         /* synchronous write or broken a_ops? */
1365                         folio_clear_reclaim(folio);
1366                 }
1367                 trace_mm_vmscan_write_folio(folio);
1368                 node_stat_add_folio(folio, NR_VMSCAN_WRITE);
1369                 return PAGE_SUCCESS;
1370         }
1371
1372         return PAGE_CLEAN;
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Same as remove_mapping, but if the folio is removed from the mapping, it
1377  * gets returned with a refcount of 0.
1378  */
1379 static int __remove_mapping(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
1380                             bool reclaimed, struct mem_cgroup *target_memcg)
1381 {
1382         int refcount;
1383         void *shadow = NULL;
1384
1385         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
1386         BUG_ON(mapping != folio_mapping(folio));
1387
1388         if (!folio_test_swapcache(folio))
1389                 spin_lock(&mapping->host->i_lock);
1390         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
1391         /*
1392          * The non racy check for a busy folio.
1393          *
1394          * Must be careful with the order of the tests. When someone has
1395          * a ref to the folio, it may be possible that they dirty it then
1396          * drop the reference. So if the dirty flag is tested before the
1397          * refcount here, then the following race may occur:
1398          *
1399          * get_user_pages(&page);
1400          * [user mapping goes away]
1401          * write_to(page);
1402          *                              !folio_test_dirty(folio)    [good]
1403          * folio_set_dirty(folio);
1404          * folio_put(folio);
1405          *                              !refcount(folio)   [good, discard it]
1406          *
1407          * [oops, our write_to data is lost]
1408          *
1409          * Reversing the order of the tests ensures such a situation cannot
1410          * escape unnoticed. The smp_rmb is needed to ensure the folio->flags
1411          * load is not satisfied before that of folio->_refcount.
1412          *
1413          * Note that if the dirty flag is always set via folio_mark_dirty,
1414          * and thus under the i_pages lock, then this ordering is not required.
1415          */
1416         refcount = 1 + folio_nr_pages(folio);
1417         if (!folio_ref_freeze(folio, refcount))
1418                 goto cannot_free;
1419         /* note: atomic_cmpxchg in folio_ref_freeze provides the smp_rmb */
1420         if (unlikely(folio_test_dirty(folio))) {
1421                 folio_ref_unfreeze(folio, refcount);
1422                 goto cannot_free;
1423         }
1424
1425         if (folio_test_swapcache(folio)) {
1426                 swp_entry_t swap = folio->swap;
1427
1428                 if (reclaimed && !mapping_exiting(mapping))
1429                         shadow = workingset_eviction(folio, target_memcg);
1430                 __delete_from_swap_cache(folio, swap, shadow);
1431                 mem_cgroup_swapout(folio, swap);
1432                 xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
1433                 put_swap_folio(folio, swap);
1434         } else {
1435                 void (*free_folio)(struct folio *);
1436
1437                 free_folio = mapping->a_ops->free_folio;
1438                 /*
1439                  * Remember a shadow entry for reclaimed file cache in
1440                  * order to detect refaults, thus thrashing, later on.
1441                  *
1442                  * But don't store shadows in an address space that is
1443                  * already exiting.  This is not just an optimization,
1444                  * inode reclaim needs to empty out the radix tree or
1445                  * the nodes are lost.  Don't plant shadows behind its
1446                  * back.
1447                  *
1448                  * We also don't store shadows for DAX mappings because the
1449                  * only page cache folios found in these are zero pages
1450                  * covering holes, and because we don't want to mix DAX
1451                  * exceptional entries and shadow exceptional entries in the
1452                  * same address_space.
1453                  */
1454                 if (reclaimed && folio_is_file_lru(folio) &&
1455                     !mapping_exiting(mapping) && !dax_mapping(mapping))
1456                         shadow = workingset_eviction(folio, target_memcg);
1457                 __filemap_remove_folio(folio, shadow);
1458                 xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
1459                 if (mapping_shrinkable(mapping))
1460                         inode_add_lru(mapping->host);
1461                 spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
1462
1463                 if (free_folio)
1464                         free_folio(folio);
1465         }
1466
1467         return 1;
1468
1469 cannot_free:
1470         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
1471         if (!folio_test_swapcache(folio))
1472                 spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
1473         return 0;
1474 }
1475
1476 /**
1477  * remove_mapping() - Attempt to remove a folio from its mapping.
1478  * @mapping: The address space.
1479  * @folio: The folio to remove.
1480  *
1481  * If the folio is dirty, under writeback or if someone else has a ref
1482  * on it, removal will fail.
1483  * Return: The number of pages removed from the mapping.  0 if the folio
1484  * could not be removed.
1485  * Context: The caller should have a single refcount on the folio and
1486  * hold its lock.
1487  */
1488 long remove_mapping(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
1489 {
1490         if (__remove_mapping(mapping, folio, false, NULL)) {
1491                 /*
1492                  * Unfreezing the refcount with 1 effectively
1493                  * drops the pagecache ref for us without requiring another
1494                  * atomic operation.
1495                  */
1496                 folio_ref_unfreeze(folio, 1);
1497                 return folio_nr_pages(folio);
1498         }
1499         return 0;
1500 }
1501
1502 /**
1503  * folio_putback_lru - Put previously isolated folio onto appropriate LRU list.
1504  * @folio: Folio to be returned to an LRU list.
1505  *
1506  * Add previously isolated @folio to appropriate LRU list.
1507  * The folio may still be unevictable for other reasons.
1508  *
1509  * Context: lru_lock must not be held, interrupts must be enabled.
1510  */
1511 void folio_putback_lru(struct folio *folio)
1512 {
1513         folio_add_lru(folio);
1514         folio_put(folio);               /* drop ref from isolate */
1515 }
1516
1517 enum folio_references {
1518         FOLIOREF_RECLAIM,
1519         FOLIOREF_RECLAIM_CLEAN,
1520         FOLIOREF_KEEP,
1521         FOLIOREF_ACTIVATE,
1522 };
1523
1524 static enum folio_references folio_check_references(struct folio *folio,
1525                                                   struct scan_control *sc)
1526 {
1527         int referenced_ptes, referenced_folio;
1528         unsigned long vm_flags;
1529
1530         referenced_ptes = folio_referenced(folio, 1, sc->target_mem_cgroup,
1531                                            &vm_flags);
1532         referenced_folio = folio_test_clear_referenced(folio);
1533
1534         /*
1535          * The supposedly reclaimable folio was found to be in a VM_LOCKED vma.
1536          * Let the folio, now marked Mlocked, be moved to the unevictable list.
1537          */
1538         if (vm_flags & VM_LOCKED)
1539                 return FOLIOREF_ACTIVATE;
1540
1541         /* rmap lock contention: rotate */
1542         if (referenced_ptes == -1)
1543                 return FOLIOREF_KEEP;
1544
1545         if (referenced_ptes) {
1546                 /*
1547                  * All mapped folios start out with page table
1548                  * references from the instantiating fault, so we need
1549                  * to look twice if a mapped file/anon folio is used more
1550                  * than once.
1551                  *
1552                  * Mark it and spare it for another trip around the
1553                  * inactive list.  Another page table reference will
1554                  * lead to its activation.
1555                  *
1556                  * Note: the mark is set for activated folios as well
1557                  * so that recently deactivated but used folios are
1558                  * quickly recovered.
1559                  */
1560                 folio_set_referenced(folio);
1561
1562                 if (referenced_folio || referenced_ptes > 1)
1563                         return FOLIOREF_ACTIVATE;
1564
1565                 /*
1566                  * Activate file-backed executable folios after first usage.
1567                  */
1568                 if ((vm_flags & VM_EXEC) && folio_is_file_lru(folio))
1569                         return FOLIOREF_ACTIVATE;
1570
1571                 return FOLIOREF_KEEP;
1572         }
1573
1574         /* Reclaim if clean, defer dirty folios to writeback */
1575         if (referenced_folio && folio_is_file_lru(folio))
1576                 return FOLIOREF_RECLAIM_CLEAN;
1577
1578         return FOLIOREF_RECLAIM;
1579 }
1580
1581 /* Check if a folio is dirty or under writeback */
1582 static void folio_check_dirty_writeback(struct folio *folio,
1583                                        bool *dirty, bool *writeback)
1584 {
1585         struct address_space *mapping;
1586
1587         /*
1588          * Anonymous folios are not handled by flushers and must be written
1589          * from reclaim context. Do not stall reclaim based on them.
1590          * MADV_FREE anonymous folios are put into inactive file list too.
1591          * They could be mistakenly treated as file lru. So further anon
1592          * test is needed.
1593          */
1594         if (!folio_is_file_lru(folio) ||
1595             (folio_test_anon(folio) && !folio_test_swapbacked(folio))) {
1596                 *dirty = false;
1597                 *writeback = false;
1598                 return;
1599         }
1600
1601         /* By default assume that the folio flags are accurate */
1602         *dirty = folio_test_dirty(folio);
1603         *writeback = folio_test_writeback(folio);
1604
1605         /* Verify dirty/writeback state if the filesystem supports it */
1606         if (!folio_test_private(folio))
1607                 return;
1608
1609         mapping = folio_mapping(folio);
1610         if (mapping && mapping->a_ops->is_dirty_writeback)
1611                 mapping->a_ops->is_dirty_writeback(folio, dirty, writeback);
1612 }
1613
1614 static struct folio *alloc_demote_folio(struct folio *src,
1615                 unsigned long private)
1616 {
1617         struct folio *dst;
1618         nodemask_t *allowed_mask;
1619         struct migration_target_control *mtc;
1620
1621         mtc = (struct migration_target_control *)private;
1622
1623         allowed_mask = mtc->nmask;
1624         /*
1625          * make sure we allocate from the target node first also trying to
1626          * demote or reclaim pages from the target node via kswapd if we are
1627          * low on free memory on target node. If we don't do this and if
1628          * we have free memory on the slower(lower) memtier, we would start
1629          * allocating pages from slower(lower) memory tiers without even forcing
1630          * a demotion of cold pages from the target memtier. This can result
1631          * in the kernel placing hot pages in slower(lower) memory tiers.
1632          */
1633         mtc->nmask = NULL;
1634         mtc->gfp_mask |= __GFP_THISNODE;
1635         dst = alloc_migration_target(src, (unsigned long)mtc);
1636         if (dst)
1637                 return dst;
1638
1639         mtc->gfp_mask &= ~__GFP_THISNODE;
1640         mtc->nmask = allowed_mask;
1641
1642         return alloc_migration_target(src, (unsigned long)mtc);
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Take folios on @demote_folios and attempt to demote them to another node.
1647  * Folios which are not demoted are left on @demote_folios.
1648  */
1649 static unsigned int demote_folio_list(struct list_head *demote_folios,
1650                                      struct pglist_data *pgdat)
1651 {
1652         int target_nid = next_demotion_node(pgdat->node_id);
1653         unsigned int nr_succeeded;
1654         nodemask_t allowed_mask;
1655
1656         struct migration_target_control mtc = {
1657                 /*
1658                  * Allocate from 'node', or fail quickly and quietly.
1659                  * When this happens, 'page' will likely just be discarded
1660                  * instead of migrated.
1661                  */
1662                 .gfp_mask = (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~__GFP_RECLAIM) | __GFP_NOWARN |
1663                         __GFP_NOMEMALLOC | GFP_NOWAIT,
1664                 .nid = target_nid,
1665                 .nmask = &allowed_mask
1666         };
1667
1668         if (list_empty(demote_folios))
1669                 return 0;
1670
1671         if (target_nid == NUMA_NO_NODE)
1672                 return 0;
1673
1674         node_get_allowed_targets(pgdat, &allowed_mask);
1675
1676         /* Demotion ignores all cpuset and mempolicy settings */
1677         migrate_pages(demote_folios, alloc_demote_folio, NULL,
1678                       (unsigned long)&mtc, MIGRATE_ASYNC, MR_DEMOTION,
1679                       &nr_succeeded);
1680
1681         __count_vm_events(PGDEMOTE_KSWAPD + reclaimer_offset(), nr_succeeded);
1682
1683         return nr_succeeded;
1684 }
1685
1686 static bool may_enter_fs(struct folio *folio, gfp_t gfp_mask)
1687 {
1688         if (gfp_mask & __GFP_FS)
1689                 return true;
1690         if (!folio_test_swapcache(folio) || !(gfp_mask & __GFP_IO))
1691                 return false;
1692         /*
1693          * We can "enter_fs" for swap-cache with only __GFP_IO
1694          * providing this isn't SWP_FS_OPS.
1695          * ->flags can be updated non-atomicially (scan_swap_map_slots),
1696          * but that will never affect SWP_FS_OPS, so the data_race
1697          * is safe.
1698          */
1699         return !data_race(folio_swap_flags(folio) & SWP_FS_OPS);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * shrink_folio_list() returns the number of reclaimed pages
1704  */
1705 static unsigned int shrink_folio_list(struct list_head *folio_list,
1706                 struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc,
1707                 struct reclaim_stat *stat, bool ignore_references)
1708 {
1709         LIST_HEAD(ret_folios);
1710         LIST_HEAD(free_folios);
1711         LIST_HEAD(demote_folios);
1712         unsigned int nr_reclaimed = 0;
1713         unsigned int pgactivate = 0;
1714         bool do_demote_pass;
1715         struct swap_iocb *plug = NULL;
1716
1717         memset(stat, 0, sizeof(*stat));
1718         cond_resched();
1719         do_demote_pass = can_demote(pgdat->node_id, sc);
1720
1721 retry:
1722         while (!list_empty(folio_list)) {
1723                 struct address_space *mapping;
1724                 struct folio *folio;
1725                 enum folio_references references = FOLIOREF_RECLAIM;
1726                 bool dirty, writeback;
1727                 unsigned int nr_pages;
1728
1729                 cond_resched();
1730
1731                 folio = lru_to_folio(folio_list);
1732                 list_del(&folio->lru);
1733
1734                 if (!folio_trylock(folio))
1735                         goto keep;
1736
1737                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
1738
1739                 nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1740
1741                 /* Account the number of base pages */
1742                 sc->nr_scanned += nr_pages;
1743
1744                 if (unlikely(!folio_evictable(folio)))
1745                         goto activate_locked;
1746
1747                 if (!sc->may_unmap && folio_mapped(folio))
1748                         goto keep_locked;
1749
1750                 /* folio_update_gen() tried to promote this page? */
1751                 if (lru_gen_enabled() && !ignore_references &&
1752                     folio_mapped(folio) && folio_test_referenced(folio))
1753                         goto keep_locked;
1754
1755                 /*
1756                  * The number of dirty pages determines if a node is marked
1757                  * reclaim_congested. kswapd will stall and start writing
1758                  * folios if the tail of the LRU is all dirty unqueued folios.
1759                  */
1760                 folio_check_dirty_writeback(folio, &dirty, &writeback);
1761                 if (dirty || writeback)
1762                         stat->nr_dirty += nr_pages;
1763
1764                 if (dirty && !writeback)
1765                         stat->nr_unqueued_dirty += nr_pages;
1766
1767                 /*
1768                  * Treat this folio as congested if folios are cycling
1769                  * through the LRU so quickly that the folios marked
1770                  * for immediate reclaim are making it to the end of
1771                  * the LRU a second time.
1772                  */
1773                 if (writeback && folio_test_reclaim(folio))
1774                         stat->nr_congested += nr_pages;
1775
1776                 /*
1777                  * If a folio at the tail of the LRU is under writeback, there
1778                  * are three cases to consider.
1779                  *
1780                  * 1) If reclaim is encountering an excessive number
1781                  *    of folios under writeback and this folio has both
1782                  *    the writeback and reclaim flags set, then it
1783                  *    indicates that folios are being queued for I/O but
1784                  *    are being recycled through the LRU before the I/O
1785                  *    can complete. Waiting on the folio itself risks an
1786                  *    indefinite stall if it is impossible to writeback
1787                  *    the folio due to I/O error or disconnected storage
1788                  *    so instead note that the LRU is being scanned too
1789                  *    quickly and the caller can stall after the folio
1790                  *    list has been processed.
1791                  *
1792                  * 2) Global or new memcg reclaim encounters a folio that is
1793                  *    not marked for immediate reclaim, or the caller does not
1794                  *    have __GFP_FS (or __GFP_IO if it's simply going to swap,
1795                  *    not to fs). In this case mark the folio for immediate
1796                  *    reclaim and continue scanning.
1797                  *
1798                  *    Require may_enter_fs() because we would wait on fs, which
1799                  *    may not have submitted I/O yet. And the loop driver might
1800                  *    enter reclaim, and deadlock if it waits on a folio for
1801                  *    which it is needed to do the write (loop masks off
1802                  *    __GFP_IO|__GFP_FS for this reason); but more thought
1803                  *    would probably show more reasons.
1804                  *
1805                  * 3) Legacy memcg encounters a folio that already has the
1806                  *    reclaim flag set. memcg does not have any dirty folio
1807                  *    throttling so we could easily OOM just because too many
1808                  *    folios are in writeback and there is nothing else to
1809                  *    reclaim. Wait for the writeback to complete.
1810                  *
1811                  * In cases 1) and 2) we activate the folios to get them out of
1812                  * the way while we continue scanning for clean folios on the
1813                  * inactive list and refilling from the active list. The
1814                  * observation here is that waiting for disk writes is more
1815                  * expensive than potentially causing reloads down the line.
1816                  * Since they're marked for immediate reclaim, they won't put
1817                  * memory pressure on the cache working set any longer than it
1818                  * takes to write them to disk.
1819                  */
1820                 if (folio_test_writeback(folio)) {
1821                         /* Case 1 above */
1822                         if (current_is_kswapd() &&
1823                             folio_test_reclaim(folio) &&
1824                             test_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags)) {
1825                                 stat->nr_immediate += nr_pages;
1826                                 goto activate_locked;
1827
1828                         /* Case 2 above */
1829                         } else if (writeback_throttling_sane(sc) ||
1830                             !folio_test_reclaim(folio) ||
1831                             !may_enter_fs(folio, sc->gfp_mask)) {
1832                                 /*
1833                                  * This is slightly racy -
1834                                  * folio_end_writeback() might have
1835                                  * just cleared the reclaim flag, then
1836                                  * setting the reclaim flag here ends up
1837                                  * interpreted as the readahead flag - but
1838                                  * that does not matter enough to care.
1839                                  * What we do want is for this folio to
1840                                  * have the reclaim flag set next time
1841                                  * memcg reclaim reaches the tests above,
1842                                  * so it will then wait for writeback to
1843                                  * avoid OOM; and it's also appropriate
1844                                  * in global reclaim.
1845                                  */
1846                                 folio_set_reclaim(folio);
1847                                 stat->nr_writeback += nr_pages;
1848                                 goto activate_locked;
1849
1850                         /* Case 3 above */
1851                         } else {
1852                                 folio_unlock(folio);
1853                                 folio_wait_writeback(folio);
1854                                 /* then go back and try same folio again */
1855                                 list_add_tail(&folio->lru, folio_list);
1856                                 continue;
1857                         }
1858                 }
1859
1860                 if (!ignore_references)
1861                         references = folio_check_references(folio, sc);
1862
1863                 switch (references) {
1864                 case FOLIOREF_ACTIVATE:
1865                         goto activate_locked;
1866                 case FOLIOREF_KEEP:
1867                         stat->nr_ref_keep += nr_pages;
1868                         goto keep_locked;
1869                 case FOLIOREF_RECLAIM:
1870                 case FOLIOREF_RECLAIM_CLEAN:
1871                         ; /* try to reclaim the folio below */
1872                 }
1873
1874                 /*
1875                  * Before reclaiming the folio, try to relocate
1876                  * its contents to another node.
1877                  */
1878                 if (do_demote_pass &&
1879                     (thp_migration_supported() || !folio_test_large(folio))) {
1880                         list_add(&folio->lru, &demote_folios);
1881                         folio_unlock(folio);
1882                         continue;
1883                 }
1884
1885                 /*
1886                  * Anonymous process memory has backing store?
1887                  * Try to allocate it some swap space here.
1888                  * Lazyfree folio could be freed directly
1889                  */
1890                 if (folio_test_anon(folio) && folio_test_swapbacked(folio)) {
1891                         if (!folio_test_swapcache(folio)) {
1892                                 if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
1893                                         goto keep_locked;
1894                                 if (folio_maybe_dma_pinned(folio))
1895                                         goto keep_locked;
1896                                 if (folio_test_large(folio)) {
1897                                         /* cannot split folio, skip it */
1898                                         if (!can_split_folio(folio, NULL))
1899                                                 goto activate_locked;
1900                                         /*
1901                                          * Split folios without a PMD map right
1902                                          * away. Chances are some or all of the
1903                                          * tail pages can be freed without IO.
1904                                          */
1905                                         if (!folio_entire_mapcount(folio) &&
1906                                             split_folio_to_list(folio,
1907                                                                 folio_list))
1908                                                 goto activate_locked;
1909                                 }
1910                                 if (!add_to_swap(folio)) {
1911                                         if (!folio_test_large(folio))
1912                                                 goto activate_locked_split;
1913                                         /* Fallback to swap normal pages */
1914                                         if (split_folio_to_list(folio,
1915                                                                 folio_list))
1916                                                 goto activate_locked;
1917 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1918                                         count_vm_event(THP_SWPOUT_FALLBACK);
1919 #endif
1920                                         if (!add_to_swap(folio))
1921                                                 goto activate_locked_split;
1922                                 }
1923                         }
1924                 } else if (folio_test_swapbacked(folio) &&
1925                            folio_test_large(folio)) {
1926                         /* Split shmem folio */
1927                         if (split_folio_to_list(folio, folio_list))
1928                                 goto keep_locked;
1929                 }
1930
1931                 /*
1932                  * If the folio was split above, the tail pages will make
1933                  * their own pass through this function and be accounted
1934                  * then.
1935                  */
1936                 if ((nr_pages > 1) && !folio_test_large(folio)) {
1937                         sc->nr_scanned -= (nr_pages - 1);
1938                         nr_pages = 1;
1939                 }
1940
1941                 /*
1942                  * The folio is mapped into the page tables of one or more
1943                  * processes. Try to unmap it here.
1944                  */
1945                 if (folio_mapped(folio)) {
1946                         enum ttu_flags flags = TTU_BATCH_FLUSH;
1947                         bool was_swapbacked = folio_test_swapbacked(folio);
1948
1949                         if (folio_test_pmd_mappable(folio))
1950                                 flags |= TTU_SPLIT_HUGE_PMD;
1951
1952                         try_to_unmap(folio, flags);
1953                         if (folio_mapped(folio)) {
1954                                 stat->nr_unmap_fail += nr_pages;
1955                                 if (!was_swapbacked &&
1956                                     folio_test_swapbacked(folio))
1957                                         stat->nr_lazyfree_fail += nr_pages;
1958                                 goto activate_locked;
1959                         }
1960                 }
1961
1962                 /*
1963                  * Folio is unmapped now so it cannot be newly pinned anymore.
1964                  * No point in trying to reclaim folio if it is pinned.
1965                  * Furthermore we don't want to reclaim underlying fs metadata
1966                  * if the folio is pinned and thus potentially modified by the
1967                  * pinning process as that may upset the filesystem.
1968                  */
1969                 if (folio_maybe_dma_pinned(folio))
1970                         goto activate_locked;
1971
1972                 mapping = folio_mapping(folio);
1973                 if (folio_test_dirty(folio)) {
1974                         /*
1975                          * Only kswapd can writeback filesystem folios
1976                          * to avoid risk of stack overflow. But avoid
1977                          * injecting inefficient single-folio I/O into
1978                          * flusher writeback as much as possible: only
1979                          * write folios when we've encountered many
1980                          * dirty folios, and when we've already scanned
1981                          * the rest of the LRU for clean folios and see
1982                          * the same dirty folios again (with the reclaim
1983                          * flag set).
1984                          */
1985                         if (folio_is_file_lru(folio) &&
1986                             (!current_is_kswapd() ||
1987                              !folio_test_reclaim(folio) ||
1988                              !test_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags))) {
1989                                 /*
1990                                  * Immediately reclaim when written back.
1991                                  * Similar in principle to folio_deactivate()
1992                                  * except we already have the folio isolated
1993                                  * and know it's dirty
1994                                  */
1995                                 node_stat_mod_folio(folio, NR_VMSCAN_IMMEDIATE,
1996                                                 nr_pages);
1997                                 folio_set_reclaim(folio);
1998
1999                                 goto activate_locked;
2000                         }
2001
2002                         if (references == FOLIOREF_RECLAIM_CLEAN)
2003                                 goto keep_locked;
2004                         if (!may_enter_fs(folio, sc->gfp_mask))
2005                                 goto keep_locked;
2006                         if (!sc->may_writepage)
2007                                 goto keep_locked;
2008
2009                         /*
2010                          * Folio is dirty. Flush the TLB if a writable entry
2011                          * potentially exists to avoid CPU writes after I/O
2012                          * starts and then write it out here.
2013                          */
2014                         try_to_unmap_flush_dirty();
2015                         switch (pageout(folio, mapping, &plug)) {
2016                         case PAGE_KEEP:
2017                                 goto keep_locked;
2018                         case PAGE_ACTIVATE:
2019                                 goto activate_locked;
2020                         case PAGE_SUCCESS:
2021                                 stat->nr_pageout += nr_pages;
2022
2023                                 if (folio_test_writeback(folio))
2024                                         goto keep;
2025                                 if (folio_test_dirty(folio))
2026                                         goto keep;
2027
2028                                 /*
2029                                  * A synchronous write - probably a ramdisk.  Go
2030                                  * ahead and try to reclaim the folio.
2031                                  */
2032                                 if (!folio_trylock(folio))
2033                                         goto keep;
2034                                 if (folio_test_dirty(folio) ||
2035                                     folio_test_writeback(folio))
2036                                         goto keep_locked;
2037                                 mapping = folio_mapping(folio);
2038                                 fallthrough;
2039                         case PAGE_CLEAN:
2040                                 ; /* try to free the folio below */
2041                         }
2042                 }
2043
2044                 /*
2045                  * If the folio has buffers, try to free the buffer
2046                  * mappings associated with this folio. If we succeed
2047                  * we try to free the folio as well.
2048                  *
2049                  * We do this even if the folio is dirty.
2050                  * filemap_release_folio() does not perform I/O, but it
2051                  * is possible for a folio to have the dirty flag set,
2052                  * but it is actually clean (all its buffers are clean).
2053                  * This happens if the buffers were written out directly,
2054                  * with submit_bh(). ext3 will do this, as well as
2055                  * the blockdev mapping.  filemap_release_folio() will
2056                  * discover that cleanness and will drop the buffers
2057                  * and mark the folio clean - it can be freed.
2058                  *
2059                  * Rarely, folios can have buffers and no ->mapping.
2060                  * These are the folios which were not successfully
2061                  * invalidated in truncate_cleanup_folio().  We try to
2062                  * drop those buffers here and if that worked, and the
2063                  * folio is no longer mapped into process address space
2064                  * (refcount == 1) it can be freed.  Otherwise, leave
2065                  * the folio on the LRU so it is swappable.
2066                  */
2067                 if (folio_needs_release(folio)) {
2068                         if (!filemap_release_folio(folio, sc->gfp_mask))
2069                                 goto activate_locked;
2070                         if (!mapping && folio_ref_count(folio) == 1) {
2071                                 folio_unlock(folio);
2072                                 if (folio_put_testzero(folio))
2073                                         goto free_it;
2074                                 else {
2075                                         /*
2076                                          * rare race with speculative reference.
2077                                          * the speculative reference will free
2078                                          * this folio shortly, so we may
2079                                          * increment nr_reclaimed here (and
2080                                          * leave it off the LRU).
2081                                          */
2082                                         nr_reclaimed += nr_pages;
2083                                         continue;
2084                                 }
2085                         }
2086                 }
2087
2088                 if (folio_test_anon(folio) && !folio_test_swapbacked(folio)) {
2089                         /* follow __remove_mapping for reference */
2090                         if (!folio_ref_freeze(folio, 1))
2091                                 goto keep_locked;
2092                         /*
2093                          * The folio has only one reference left, which is
2094                          * from the isolation. After the caller puts the
2095                          * folio back on the lru and drops the reference, the
2096                          * folio will be freed anyway. It doesn't matter
2097                          * which lru it goes on. So we don't bother checking
2098                          * the dirty flag here.
2099                          */
2100                         count_vm_events(PGLAZYFREED, nr_pages);
2101                         count_memcg_folio_events(folio, PGLAZYFREED, nr_pages);
2102                 } else if (!mapping || !__remove_mapping(mapping, folio, true,
2103                                                          sc->target_mem_cgroup))
2104                         goto keep_locked;
2105
2106                 folio_unlock(folio);
2107 free_it:
2108                 /*
2109                  * Folio may get swapped out as a whole, need to account
2110                  * all pages in it.
2111                  */
2112                 nr_reclaimed += nr_pages;
2113
2114                 /*
2115                  * Is there need to periodically free_folio_list? It would
2116                  * appear not as the counts should be low
2117                  */
2118                 if (unlikely(folio_test_large(folio)))
2119                         destroy_large_folio(folio);
2120                 else
2121                         list_add(&folio->lru, &free_folios);
2122                 continue;
2123
2124 activate_locked_split:
2125                 /*
2126                  * The tail pages that are failed to add into swap cache
2127                  * reach here.  Fixup nr_scanned and nr_pages.
2128                  */
2129                 if (nr_pages > 1) {
2130                         sc->nr_scanned -= (nr_pages - 1);
2131                         nr_pages = 1;
2132                 }
2133 activate_locked:
2134                 /* Not a candidate for swapping, so reclaim swap space. */
2135                 if (folio_test_swapcache(folio) &&
2136                     (mem_cgroup_swap_full(folio) || folio_test_mlocked(folio)))
2137                         folio_free_swap(folio);
2138                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
2139                 if (!folio_test_mlocked(folio)) {
2140                         int type = folio_is_file_lru(folio);
2141                         folio_set_active(folio);
2142                         stat->nr_activate[type] += nr_pages;
2143                         count_memcg_folio_events(folio, PGACTIVATE, nr_pages);
2144                 }
2145 keep_locked:
2146                 folio_unlock(folio);
2147 keep:
2148                 list_add(&folio->lru, &ret_folios);
2149                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio) ||
2150                                 folio_test_unevictable(folio), folio);
2151         }
2152         /* 'folio_list' is always empty here */
2153
2154         /* Migrate folios selected for demotion */
2155         nr_reclaimed += demote_folio_list(&demote_folios, pgdat);
2156         /* Folios that could not be demoted are still in @demote_folios */
2157         if (!list_empty(&demote_folios)) {
2158                 /* Folios which weren't demoted go back on @folio_list */
2159                 list_splice_init(&demote_folios, folio_list);
2160
2161                 /*
2162                  * goto retry to reclaim the undemoted folios in folio_list if
2163                  * desired.
2164                  *
2165                  * Reclaiming directly from top tier nodes is not often desired
2166                  * due to it breaking the LRU ordering: in general memory
2167                  * should be reclaimed from lower tier nodes and demoted from
2168                  * top tier nodes.
2169                  *
2170                  * However, disabling reclaim from top tier nodes entirely
2171                  * would cause ooms in edge scenarios where lower tier memory
2172                  * is unreclaimable for whatever reason, eg memory being
2173                  * mlocked or too hot to reclaim. We can disable reclaim
2174                  * from top tier nodes in proactive reclaim though as that is
2175                  * not real memory pressure.
2176                  */
2177                 if (!sc->proactive) {
2178                         do_demote_pass = false;
2179                         goto retry;
2180                 }
2181         }
2182
2183         pgactivate = stat->nr_activate[0] + stat->nr_activate[1];
2184
2185         mem_cgroup_uncharge_list(&free_folios);
2186         try_to_unmap_flush();
2187         free_unref_page_list(&free_folios);
2188
2189         list_splice(&ret_folios, folio_list);
2190         count_vm_events(PGACTIVATE, pgactivate);
2191
2192         if (plug)
2193                 swap_write_unplug(plug);
2194         return nr_reclaimed;
2195 }
2196
2197 unsigned int reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
2198                                            struct list_head *folio_list)
2199 {
2200         struct scan_control sc = {
2201                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
2202                 .may_unmap = 1,
2203         };
2204         struct reclaim_stat stat;
2205         unsigned int nr_reclaimed;
2206         struct folio *folio, *next;
2207         LIST_HEAD(clean_folios);
2208         unsigned int noreclaim_flag;
2209
2210         list_for_each_entry_safe(folio, next, folio_list, lru) {
2211                 if (!folio_test_hugetlb(folio) && folio_is_file_lru(folio) &&
2212                     !folio_test_dirty(folio) && !__folio_test_movable(folio) &&
2213                     !folio_test_unevictable(folio)) {
2214                         folio_clear_active(folio);
2215                         list_move(&folio->lru, &clean_folios);
2216                 }
2217         }
2218
2219         /*
2220          * We should be safe here since we are only dealing with file pages and
2221          * we are not kswapd and therefore cannot write dirty file pages. But
2222          * call memalloc_noreclaim_save() anyway, just in case these conditions
2223          * change in the future.
2224          */
2225         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
2226         nr_reclaimed = shrink_folio_list(&clean_folios, zone->zone_pgdat, &sc,
2227                                         &stat, true);
2228         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
2229
2230         list_splice(&clean_folios, folio_list);
2231         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE,
2232                             -(long)nr_reclaimed);
2233         /*
2234          * Since lazyfree pages are isolated from file LRU from the beginning,
2235          * they will rotate back to anonymous LRU in the end if it failed to
2236          * discard so isolated count will be mismatched.
2237          * Compensate the isolated count for both LRU lists.
2238          */
2239         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_ANON,
2240                             stat.nr_lazyfree_fail);
2241         mod_node_page_state(zone->zone_pgdat, NR_ISOLATED_FILE,
2242                             -(long)stat.nr_lazyfree_fail);
2243         return nr_reclaimed;
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Update LRU sizes after isolating pages. The LRU size updates must
2248  * be complete before mem_cgroup_update_lru_size due to a sanity check.
2249  */
2250 static __always_inline void update_lru_sizes(struct lruvec *lruvec,
2251                         enum lru_list lru, unsigned long *nr_zone_taken)
2252 {
2253         int zid;
2254
2255         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2256                 if (!nr_zone_taken[zid])
2257                         continue;
2258
2259                 update_lru_size(lruvec, lru, zid, -nr_zone_taken[zid]);
2260         }
2261
2262 }
2263
2264 #ifdef CONFIG_CMA
2265 /*
2266  * It is waste of effort to scan and reclaim CMA pages if it is not available
2267  * for current allocation context. Kswapd can not be enrolled as it can not
2268  * distinguish this scenario by using sc->gfp_mask = GFP_KERNEL
2269  */
2270 static bool skip_cma(struct folio *folio, struct scan_control *sc)
2271 {
2272         return !current_is_kswapd() &&
2273                         gfp_migratetype(sc->gfp_mask) != MIGRATE_MOVABLE &&
2274                         get_pageblock_migratetype(&folio->page) == MIGRATE_CMA;
2275 }
2276 #else
2277 static bool skip_cma(struct folio *folio, struct scan_control *sc)
2278 {
2279         return false;
2280 }
2281 #endif
2282
2283 /*
2284  * Isolating page from the lruvec to fill in @dst list by nr_to_scan times.
2285  *
2286  * lruvec->lru_lock is heavily contended.  Some of the functions that
2287  * shrink the lists perform better by taking out a batch of pages
2288  * and working on them outside the LRU lock.
2289  *
2290  * For pagecache intensive workloads, this function is the hottest
2291  * spot in the kernel (apart from copy_*_user functions).
2292  *
2293  * Lru_lock must be held before calling this function.
2294  *
2295  * @nr_to_scan: The number of eligible pages to look through on the list.
2296  * @lruvec:     The LRU vector to pull pages from.
2297  * @dst:        The temp list to put pages on to.
2298  * @nr_scanned: The number of pages that were scanned.
2299  * @sc:         The scan_control struct for this reclaim session
2300  * @lru:        LRU list id for isolating
2301  *
2302  * returns how many pages were moved onto *@dst.
2303  */
2304 static unsigned long isolate_lru_folios(unsigned long nr_to_scan,
2305                 struct lruvec *lruvec, struct list_head *dst,
2306                 unsigned long *nr_scanned, struct scan_control *sc,
2307                 enum lru_list lru)
2308 {
2309         struct list_head *src = &lruvec->lists[lru];
2310         unsigned long nr_taken = 0;
2311         unsigned long nr_zone_taken[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
2312         unsigned long nr_skipped[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
2313         unsigned long skipped = 0;
2314         unsigned long scan, total_scan, nr_pages;
2315         LIST_HEAD(folios_skipped);
2316
2317         total_scan = 0;
2318         scan = 0;
2319         while (scan < nr_to_scan && !list_empty(src)) {
2320                 struct list_head *move_to = src;
2321                 struct folio *folio;
2322
2323                 folio = lru_to_folio(src);
2324                 prefetchw_prev_lru_folio(folio, src, flags);
2325
2326                 nr_pages = folio_nr_pages(folio);
2327                 total_scan += nr_pages;
2328
2329                 if (folio_zonenum(folio) > sc->reclaim_idx ||
2330                                 skip_cma(folio, sc)) {
2331                         nr_skipped[folio_zonenum(folio)] += nr_pages;
2332                         move_to = &folios_skipped;
2333                         goto move;
2334                 }
2335
2336                 /*
2337                  * Do not count skipped folios because that makes the function
2338                  * return with no isolated folios if the LRU mostly contains
2339                  * ineligible folios.  This causes the VM to not reclaim any
2340                  * folios, triggering a premature OOM.
2341                  * Account all pages in a folio.
2342                  */
2343                 scan += nr_pages;
2344
2345                 if (!folio_test_lru(folio))
2346                         goto move;
2347                 if (!sc->may_unmap && folio_mapped(folio))
2348                         goto move;
2349
2350                 /*
2351                  * Be careful not to clear the lru flag until after we're
2352                  * sure the folio is not being freed elsewhere -- the
2353                  * folio release code relies on it.
2354                  */
2355                 if (unlikely(!folio_try_get(folio)))
2356                         goto move;
2357
2358                 if (!folio_test_clear_lru(folio)) {
2359                         /* Another thread is already isolating this folio */
2360                         folio_put(folio);
2361                         goto move;
2362                 }
2363
2364                 nr_taken += nr_pages;
2365                 nr_zone_taken[folio_zonenum(folio)] += nr_pages;
2366                 move_to = dst;
2367 move:
2368                 list_move(&folio->lru, move_to);
2369         }
2370
2371         /*
2372          * Splice any skipped folios to the start of the LRU list. Note that
2373          * this disrupts the LRU order when reclaiming for lower zones but
2374          * we cannot splice to the tail. If we did then the SWAP_CLUSTER_MAX
2375          * scanning would soon rescan the same folios to skip and waste lots
2376          * of cpu cycles.
2377          */
2378         if (!list_empty(&folios_skipped)) {
2379                 int zid;
2380
2381                 list_splice(&folios_skipped, src);
2382                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2383                         if (!nr_skipped[zid])
2384                                 continue;
2385
2386                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zid, nr_skipped[zid]);
2387                         skipped += nr_skipped[zid];
2388                 }
2389         }
2390         *nr_scanned = total_scan;
2391         trace_mm_vmscan_lru_isolate(sc->reclaim_idx, sc->order, nr_to_scan,
2392                                     total_scan, skipped, nr_taken,
2393                                     sc->may_unmap ? 0 : ISOLATE_UNMAPPED, lru);
2394         update_lru_sizes(lruvec, lru, nr_zone_taken);
2395         return nr_taken;
2396 }
2397
2398 /**
2399  * folio_isolate_lru() - Try to isolate a folio from its LRU list.
2400  * @folio: Folio to isolate from its LRU list.
2401  *
2402  * Isolate a @folio from an LRU list and adjust the vmstat statistic
2403  * corresponding to whatever LRU list the folio was on.
2404  *
2405  * The folio will have its LRU flag cleared.  If it was found on the
2406  * active list, it will have the Active flag set.  If it was found on the
2407  * unevictable list, it will have the Unevictable flag set.  These flags
2408  * may need to be cleared by the caller before letting the page go.
2409  *
2410  * Context:
2411  *
2412  * (1) Must be called with an elevated refcount on the folio. This is a
2413  *     fundamental difference from isolate_lru_folios() (which is called
2414  *     without a stable reference).
2415  * (2) The lru_lock must not be held.
2416  * (3) Interrupts must be enabled.
2417  *
2418  * Return: true if the folio was removed from an LRU list.
2419  * false if the folio was not on an LRU list.
2420  */
2421 bool folio_isolate_lru(struct folio *folio)
2422 {
2423         bool ret = false;
2424
2425         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_ref_count(folio), folio);
2426
2427         if (folio_test_clear_lru(folio)) {
2428                 struct lruvec *lruvec;
2429
2430                 folio_get(folio);
2431                 lruvec = folio_lruvec_lock_irq(folio);
2432                 lruvec_del_folio(lruvec, folio);
2433                 unlock_page_lruvec_irq(lruvec);
2434                 ret = true;
2435         }
2436
2437         return ret;
2438 }
2439
2440 /*
2441  * A direct reclaimer may isolate SWAP_CLUSTER_MAX pages from the LRU list and
2442  * then get rescheduled. When there are massive number of tasks doing page
2443  * allocation, such sleeping direct reclaimers may keep piling up on each CPU,
2444  * the LRU list will go small and be scanned faster than necessary, leading to
2445  * unnecessary swapping, thrashing and OOM.
2446  */
2447 static int too_many_isolated(struct pglist_data *pgdat, int file,
2448                 struct scan_control *sc)
2449 {
2450         unsigned long inactive, isolated;
2451         bool too_many;
2452
2453         if (current_is_kswapd())
2454                 return 0;
2455
2456         if (!writeback_throttling_sane(sc))
2457                 return 0;
2458
2459         if (file) {
2460                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2461                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_FILE);
2462         } else {
2463                 inactive = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
2464                 isolated = node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON);
2465         }
2466
2467         /*
2468          * GFP_NOIO/GFP_NOFS callers are allowed to isolate more pages, so they
2469          * won't get blocked by normal direct-reclaimers, forming a circular
2470          * deadlock.
2471          */
2472         if (gfp_has_io_fs(sc->gfp_mask))
2473                 inactive >>= 3;
2474
2475         too_many = isolated > inactive;
2476
2477         /* Wake up tasks throttled due to too_many_isolated. */
2478         if (!too_many)
2479                 wake_throttle_isolated(pgdat);
2480
2481         return too_many;
2482 }
2483
2484 /*
2485  * move_folios_to_lru() moves folios from private @list to appropriate LRU list.
2486  * On return, @list is reused as a list of folios to be freed by the caller.
2487  *
2488  * Returns the number of pages moved to the given lruvec.
2489  */
2490 static unsigned int move_folios_to_lru(struct lruvec *lruvec,
2491                 struct list_head *list)
2492 {
2493         int nr_pages, nr_moved = 0;
2494         LIST_HEAD(folios_to_free);
2495
2496         while (!list_empty(list)) {
2497                 struct folio *folio = lru_to_folio(list);
2498
2499                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
2500                 list_del(&folio->lru);
2501                 if (unlikely(!folio_evictable(folio))) {
2502                         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2503                         folio_putback_lru(folio);
2504                         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2505                         continue;
2506                 }
2507
2508                 /*
2509                  * The folio_set_lru needs to be kept here for list integrity.
2510                  * Otherwise:
2511                  *   #0 move_folios_to_lru             #1 release_pages
2512                  *   if (!folio_put_testzero())
2513                  *                                    if (folio_put_testzero())
2514                  *                                      !lru //skip lru_lock
2515                  *     folio_set_lru()
2516                  *     list_add(&folio->lru,)
2517                  *                                        list_add(&folio->lru,)
2518                  */
2519                 folio_set_lru(folio);
2520
2521                 if (unlikely(folio_put_testzero(folio))) {
2522                         __folio_clear_lru_flags(folio);
2523
2524                         if (unlikely(folio_test_large(folio))) {
2525                                 spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2526                                 destroy_large_folio(folio);
2527                                 spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2528                         } else
2529                                 list_add(&folio->lru, &folios_to_free);
2530
2531                         continue;
2532                 }
2533
2534                 /*
2535                  * All pages were isolated from the same lruvec (and isolation
2536                  * inhibits memcg migration).
2537                  */
2538                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_matches_lruvec(folio, lruvec), folio);
2539                 lruvec_add_folio(lruvec, folio);
2540                 nr_pages = folio_nr_pages(folio);
2541                 nr_moved += nr_pages;
2542                 if (folio_test_active(folio))
2543                         workingset_age_nonresident(lruvec, nr_pages);
2544         }
2545
2546         /*
2547          * To save our caller's stack, now use input list for pages to free.
2548          */
2549         list_splice(&folios_to_free, list);
2550
2551         return nr_moved;
2552 }
2553
2554 /*
2555  * If a kernel thread (such as nfsd for loop-back mounts) services a backing
2556  * device by writing to the page cache it sets PF_LOCAL_THROTTLE. In this case
2557  * we should not throttle.  Otherwise it is safe to do so.
2558  */
2559 static int current_may_throttle(void)
2560 {
2561         return !(current->flags & PF_LOCAL_THROTTLE);
2562 }
2563
2564 /*
2565  * shrink_inactive_list() is a helper for shrink_node().  It returns the number
2566  * of reclaimed pages
2567  */
2568 static unsigned long shrink_inactive_list(unsigned long nr_to_scan,
2569                 struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
2570                 enum lru_list lru)
2571 {
2572         LIST_HEAD(folio_list);
2573         unsigned long nr_scanned;
2574         unsigned int nr_reclaimed = 0;
2575         unsigned long nr_taken;
2576         struct reclaim_stat stat;
2577         bool file = is_file_lru(lru);
2578         enum vm_event_item item;
2579         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2580         bool stalled = false;
2581
2582         while (unlikely(too_many_isolated(pgdat, file, sc))) {
2583                 if (stalled)
2584                         return 0;
2585
2586                 /* wait a bit for the reclaimer. */
2587                 stalled = true;
2588                 reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED);
2589
2590                 /* We are about to die and free our memory. Return now. */
2591                 if (fatal_signal_pending(current))
2592                         return SWAP_CLUSTER_MAX;
2593         }
2594
2595         lru_add_drain();
2596
2597         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2598
2599         nr_taken = isolate_lru_folios(nr_to_scan, lruvec, &folio_list,
2600                                      &nr_scanned, sc, lru);
2601
2602         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
2603         item = PGSCAN_KSWAPD + reclaimer_offset();
2604         if (!cgroup_reclaim(sc))
2605                 __count_vm_events(item, nr_scanned);
2606         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), item, nr_scanned);
2607         __count_vm_events(PGSCAN_ANON + file, nr_scanned);
2608
2609         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2610
2611         if (nr_taken == 0)
2612                 return 0;
2613
2614         nr_reclaimed = shrink_folio_list(&folio_list, pgdat, sc, &stat, false);
2615
2616         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2617         move_folios_to_lru(lruvec, &folio_list);
2618
2619         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2620         item = PGSTEAL_KSWAPD + reclaimer_offset();
2621         if (!cgroup_reclaim(sc))
2622                 __count_vm_events(item, nr_reclaimed);
2623         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), item, nr_reclaimed);
2624         __count_vm_events(PGSTEAL_ANON + file, nr_reclaimed);
2625         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2626
2627         lru_note_cost(lruvec, file, stat.nr_pageout, nr_scanned - nr_reclaimed);
2628         mem_cgroup_uncharge_list(&folio_list);
2629         free_unref_page_list(&folio_list);
2630
2631         /*
2632          * If dirty folios are scanned that are not queued for IO, it
2633          * implies that flushers are not doing their job. This can
2634          * happen when memory pressure pushes dirty folios to the end of
2635          * the LRU before the dirty limits are breached and the dirty
2636          * data has expired. It can also happen when the proportion of
2637          * dirty folios grows not through writes but through memory
2638          * pressure reclaiming all the clean cache. And in some cases,
2639          * the flushers simply cannot keep up with the allocation
2640          * rate. Nudge the flusher threads in case they are asleep.
2641          */
2642         if (stat.nr_unqueued_dirty == nr_taken) {
2643                 wakeup_flusher_threads(WB_REASON_VMSCAN);
2644                 /*
2645                  * For cgroupv1 dirty throttling is achieved by waking up
2646                  * the kernel flusher here and later waiting on folios
2647                  * which are in writeback to finish (see shrink_folio_list()).
2648                  *
2649                  * Flusher may not be able to issue writeback quickly
2650                  * enough for cgroupv1 writeback throttling to work
2651                  * on a large system.
2652                  */
2653                 if (!writeback_throttling_sane(sc))
2654                         reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK);
2655         }
2656
2657         sc->nr.dirty += stat.nr_dirty;
2658         sc->nr.congested += stat.nr_congested;
2659         sc->nr.unqueued_dirty += stat.nr_unqueued_dirty;
2660         sc->nr.writeback += stat.nr_writeback;
2661         sc->nr.immediate += stat.nr_immediate;
2662         sc->nr.taken += nr_taken;
2663         if (file)
2664                 sc->nr.file_taken += nr_taken;
2665
2666         trace_mm_vmscan_lru_shrink_inactive(pgdat->node_id,
2667                         nr_scanned, nr_reclaimed, &stat, sc->priority, file);
2668         return nr_reclaimed;
2669 }
2670
2671 /*
2672  * shrink_active_list() moves folios from the active LRU to the inactive LRU.
2673  *
2674  * We move them the other way if the folio is referenced by one or more
2675  * processes.
2676  *
2677  * If the folios are mostly unmapped, the processing is fast and it is
2678  * appropriate to hold lru_lock across the whole operation.  But if
2679  * the folios are mapped, the processing is slow (folio_referenced()), so
2680  * we should drop lru_lock around each folio.  It's impossible to balance
2681  * this, so instead we remove the folios from the LRU while processing them.
2682  * It is safe to rely on the active flag against the non-LRU folios in here
2683  * because nobody will play with that bit on a non-LRU folio.
2684  *
2685  * The downside is that we have to touch folio->_refcount against each folio.
2686  * But we had to alter folio->flags anyway.
2687  */
2688 static void shrink_active_list(unsigned long nr_to_scan,
2689                                struct lruvec *lruvec,
2690                                struct scan_control *sc,
2691                                enum lru_list lru)
2692 {
2693         unsigned long nr_taken;
2694         unsigned long nr_scanned;
2695         unsigned long vm_flags;
2696         LIST_HEAD(l_hold);      /* The folios which were snipped off */
2697         LIST_HEAD(l_active);
2698         LIST_HEAD(l_inactive);
2699         unsigned nr_deactivate, nr_activate;
2700         unsigned nr_rotated = 0;
2701         int file = is_file_lru(lru);
2702         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
2703
2704         lru_add_drain();
2705
2706         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2707
2708         nr_taken = isolate_lru_folios(nr_to_scan, lruvec, &l_hold,
2709                                      &nr_scanned, sc, lru);
2710
2711         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, nr_taken);
2712
2713         if (!cgroup_reclaim(sc))
2714                 __count_vm_events(PGREFILL, nr_scanned);
2715         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), PGREFILL, nr_scanned);
2716
2717         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2718
2719         while (!list_empty(&l_hold)) {
2720                 struct folio *folio;
2721
2722                 cond_resched();
2723                 folio = lru_to_folio(&l_hold);
2724                 list_del(&folio->lru);
2725
2726                 if (unlikely(!folio_evictable(folio))) {
2727                         folio_putback_lru(folio);
2728                         continue;
2729                 }
2730
2731                 if (unlikely(buffer_heads_over_limit)) {
2732                         if (folio_needs_release(folio) &&
2733                             folio_trylock(folio)) {
2734                                 filemap_release_folio(folio, 0);
2735                                 folio_unlock(folio);
2736                         }
2737                 }
2738
2739                 /* Referenced or rmap lock contention: rotate */
2740                 if (folio_referenced(folio, 0, sc->target_mem_cgroup,
2741                                      &vm_flags) != 0) {
2742                         /*
2743                          * Identify referenced, file-backed active folios and
2744                          * give them one more trip around the active list. So
2745                          * that executable code get better chances to stay in
2746                          * memory under moderate memory pressure.  Anon folios
2747                          * are not likely to be evicted by use-once streaming
2748                          * IO, plus JVM can create lots of anon VM_EXEC folios,
2749                          * so we ignore them here.
2750                          */
2751                         if ((vm_flags & VM_EXEC) && folio_is_file_lru(folio)) {
2752                                 nr_rotated += folio_nr_pages(folio);
2753                                 list_add(&folio->lru, &l_active);
2754                                 continue;
2755                         }
2756                 }
2757
2758                 folio_clear_active(folio);      /* we are de-activating */
2759                 folio_set_workingset(folio);
2760                 list_add(&folio->lru, &l_inactive);
2761         }
2762
2763         /*
2764          * Move folios back to the lru list.
2765          */
2766         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
2767
2768         nr_activate = move_folios_to_lru(lruvec, &l_active);
2769         nr_deactivate = move_folios_to_lru(lruvec, &l_inactive);
2770         /* Keep all free folios in l_active list */
2771         list_splice(&l_inactive, &l_active);
2772
2773         __count_vm_events(PGDEACTIVATE, nr_deactivate);
2774         __count_memcg_events(lruvec_memcg(lruvec), PGDEACTIVATE, nr_deactivate);
2775
2776         __mod_node_page_state(pgdat, NR_ISOLATED_ANON + file, -nr_taken);
2777         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
2778
2779         if (nr_rotated)
2780                 lru_note_cost(lruvec, file, 0, nr_rotated);
2781         mem_cgroup_uncharge_list(&l_active);
2782         free_unref_page_list(&l_active);
2783         trace_mm_vmscan_lru_shrink_active(pgdat->node_id, nr_taken, nr_activate,
2784                         nr_deactivate, nr_rotated, sc->priority, file);
2785 }
2786
2787 static unsigned int reclaim_folio_list(struct list_head *folio_list,
2788                                       struct pglist_data *pgdat)
2789 {
2790         struct reclaim_stat dummy_stat;
2791         unsigned int nr_reclaimed;
2792         struct folio *folio;
2793         struct scan_control sc = {
2794                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
2795                 .may_writepage = 1,
2796                 .may_unmap = 1,
2797                 .may_swap = 1,
2798                 .no_demotion = 1,
2799         };
2800
2801         nr_reclaimed = shrink_folio_list(folio_list, pgdat, &sc, &dummy_stat, false);
2802         while (!list_empty(folio_list)) {
2803                 folio = lru_to_folio(folio_list);
2804                 list_del(&folio->lru);
2805                 folio_putback_lru(folio);
2806         }
2807
2808         return nr_reclaimed;
2809 }
2810
2811 unsigned long reclaim_pages(struct list_head *folio_list)
2812 {
2813         int nid;
2814         unsigned int nr_reclaimed = 0;
2815         LIST_HEAD(node_folio_list);
2816         unsigned int noreclaim_flag;
2817
2818         if (list_empty(folio_list))
2819                 return nr_reclaimed;
2820
2821         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
2822
2823         nid = folio_nid(lru_to_folio(folio_list));
2824         do {
2825                 struct folio *folio = lru_to_folio(folio_list);
2826
2827                 if (nid == folio_nid(folio)) {
2828                         folio_clear_active(folio);
2829                         list_move(&folio->lru, &node_folio_list);
2830                         continue;
2831                 }
2832
2833                 nr_reclaimed += reclaim_folio_list(&node_folio_list, NODE_DATA(nid));
2834                 nid = folio_nid(lru_to_folio(folio_list));
2835         } while (!list_empty(folio_list));
2836
2837         nr_reclaimed += reclaim_folio_list(&node_folio_list, NODE_DATA(nid));
2838
2839         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
2840
2841         return nr_reclaimed;
2842 }
2843
2844 static unsigned long shrink_list(enum lru_list lru, unsigned long nr_to_scan,
2845                                  struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
2846 {
2847         if (is_active_lru(lru)) {
2848                 if (sc->may_deactivate & (1 << is_file_lru(lru)))
2849                         shrink_active_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2850                 else
2851                         sc->skipped_deactivate = 1;
2852                 return 0;
2853         }
2854
2855         return shrink_inactive_list(nr_to_scan, lruvec, sc, lru);
2856 }
2857
2858 /*
2859  * The inactive anon list should be small enough that the VM never has
2860  * to do too much work.
2861  *
2862  * The inactive file list should be small enough to leave most memory
2863  * to the established workingset on the scan-resistant active list,
2864  * but large enough to avoid thrashing the aggregate readahead window.
2865  *
2866  * Both inactive lists should also be large enough that each inactive
2867  * folio has a chance to be referenced again before it is reclaimed.
2868  *
2869  * If that fails and refaulting is observed, the inactive list grows.
2870  *
2871  * The inactive_ratio is the target ratio of ACTIVE to INACTIVE folios
2872  * on this LRU, maintained by the pageout code. An inactive_ratio
2873  * of 3 means 3:1 or 25% of the folios are kept on the inactive list.
2874  *
2875  * total     target    max
2876  * memory    ratio     inactive
2877  * -------------------------------------
2878  *   10MB       1         5MB
2879  *  100MB       1        50MB
2880  *    1GB       3       250MB
2881  *   10GB      10       0.9GB
2882  *  100GB      31         3GB
2883  *    1TB     101        10GB
2884  *   10TB     320        32GB
2885  */
2886 static bool inactive_is_low(struct lruvec *lruvec, enum lru_list inactive_lru)
2887 {
2888         enum lru_list active_lru = inactive_lru + LRU_ACTIVE;
2889         unsigned long inactive, active;
2890         unsigned long inactive_ratio;
2891         unsigned long gb;
2892
2893         inactive = lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + inactive_lru);
2894         active = lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + active_lru);
2895
2896         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
2897         if (gb)
2898                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
2899         else
2900                 inactive_ratio = 1;
2901
2902         return inactive * inactive_ratio < active;
2903 }
2904
2905 enum scan_balance {
2906         SCAN_EQUAL,
2907         SCAN_FRACT,
2908         SCAN_ANON,
2909         SCAN_FILE,
2910 };
2911
2912 static void prepare_scan_count(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
2913 {
2914         unsigned long file;
2915         struct lruvec *target_lruvec;
2916
2917         if (lru_gen_enabled())
2918                 return;
2919
2920         target_lruvec = mem_cgroup_lruvec(sc->target_mem_cgroup, pgdat);
2921
2922         /*
2923          * Flush the memory cgroup stats, so that we read accurate per-memcg
2924          * lruvec stats for heuristics.
2925          */
2926         mem_cgroup_flush_stats();
2927
2928         /*
2929          * Determine the scan balance between anon and file LRUs.
2930          */
2931         spin_lock_irq(&target_lruvec->lru_lock);
2932         sc->anon_cost = target_lruvec->anon_cost;
2933         sc->file_cost = target_lruvec->file_cost;
2934         spin_unlock_irq(&target_lruvec->lru_lock);
2935
2936         /*
2937          * Target desirable inactive:active list ratios for the anon
2938          * and file LRU lists.
2939          */
2940         if (!sc->force_deactivate) {
2941                 unsigned long refaults;
2942
2943                 /*
2944                  * When refaults are being observed, it means a new
2945                  * workingset is being established. Deactivate to get
2946                  * rid of any stale active pages quickly.
2947                  */
2948                 refaults = lruvec_page_state(target_lruvec,
2949                                 WORKINGSET_ACTIVATE_ANON);
2950                 if (refaults != target_lruvec->refaults[WORKINGSET_ANON] ||
2951                         inactive_is_low(target_lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
2952                         sc->may_deactivate |= DEACTIVATE_ANON;
2953                 else
2954                         sc->may_deactivate &= ~DEACTIVATE_ANON;
2955
2956                 refaults = lruvec_page_state(target_lruvec,
2957                                 WORKINGSET_ACTIVATE_FILE);
2958                 if (refaults != target_lruvec->refaults[WORKINGSET_FILE] ||
2959                     inactive_is_low(target_lruvec, LRU_INACTIVE_FILE))
2960                         sc->may_deactivate |= DEACTIVATE_FILE;
2961                 else
2962                         sc->may_deactivate &= ~DEACTIVATE_FILE;
2963         } else
2964                 sc->may_deactivate = DEACTIVATE_ANON | DEACTIVATE_FILE;
2965
2966         /*
2967          * If we have plenty of inactive file pages that aren't
2968          * thrashing, try to reclaim those first before touching
2969          * anonymous pages.
2970          */
2971         file = lruvec_page_state(target_lruvec, NR_INACTIVE_FILE);
2972         if (file >> sc->priority && !(sc->may_deactivate & DEACTIVATE_FILE))
2973                 sc->cache_trim_mode = 1;
2974         else
2975                 sc->cache_trim_mode = 0;
2976
2977         /*
2978          * Prevent the reclaimer from falling into the cache trap: as
2979          * cache pages start out inactive, every cache fault will tip
2980          * the scan balance towards the file LRU.  And as the file LRU
2981          * shrinks, so does the window for rotation from references.
2982          * This means we have a runaway feedback loop where a tiny
2983          * thrashing file LRU becomes infinitely more attractive than
2984          * anon pages.  Try to detect this based on file LRU size.
2985          */
2986         if (!cgroup_reclaim(sc)) {
2987                 unsigned long total_high_wmark = 0;
2988                 unsigned long free, anon;
2989                 int z;
2990
2991                 free = sum_zone_node_page_state(pgdat->node_id, NR_FREE_PAGES);
2992                 file = node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE) +
2993                            node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
2994
2995                 for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
2996                         struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
2997
2998                         if (!managed_zone(zone))
2999                                 continue;
3000
3001                         total_high_wmark += high_wmark_pages(zone);
3002                 }
3003
3004                 /*
3005                  * Consider anon: if that's low too, this isn't a
3006                  * runaway file reclaim problem, but rather just
3007                  * extreme pressure. Reclaim as per usual then.
3008                  */
3009                 anon = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
3010
3011                 sc->file_is_tiny =
3012                         file + free <= total_high_wmark &&
3013                         !(sc->may_deactivate & DEACTIVATE_ANON) &&
3014                         anon >> sc->priority;
3015         }
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Determine how aggressively the anon and file LRU lists should be
3020  * scanned.
3021  *
3022  * nr[0] = anon inactive folios to scan; nr[1] = anon active folios to scan
3023  * nr[2] = file inactive folios to scan; nr[3] = file active folios to scan
3024  */
3025 static void get_scan_count(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
3026                            unsigned long *nr)
3027 {
3028         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
3029         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
3030         unsigned long anon_cost, file_cost, total_cost;
3031         int swappiness = mem_cgroup_swappiness(memcg);
3032         u64 fraction[ANON_AND_FILE];
3033         u64 denominator = 0;    /* gcc */
3034         enum scan_balance scan_balance;
3035         unsigned long ap, fp;
3036         enum lru_list lru;
3037
3038         /* If we have no swap space, do not bother scanning anon folios. */
3039         if (!sc->may_swap || !can_reclaim_anon_pages(memcg, pgdat->node_id, sc)) {
3040                 scan_balance = SCAN_FILE;
3041                 goto out;
3042         }
3043
3044         /*
3045          * Global reclaim will swap to prevent OOM even with no
3046          * swappiness, but memcg users want to use this knob to
3047          * disable swapping for individual groups completely when
3048          * using the memory controller's swap limit feature would be
3049          * too expensive.
3050          */
3051         if (cgroup_reclaim(sc) && !swappiness) {
3052                 scan_balance = SCAN_FILE;
3053                 goto out;
3054         }
3055
3056         /*
3057          * Do not apply any pressure balancing cleverness when the
3058          * system is close to OOM, scan both anon and file equally
3059          * (unless the swappiness setting disagrees with swapping).
3060          */
3061         if (!sc->priority && swappiness) {
3062                 scan_balance = SCAN_EQUAL;
3063                 goto out;
3064         }
3065
3066         /*
3067          * If the system is almost out of file pages, force-scan anon.
3068          */
3069         if (sc->file_is_tiny) {
3070                 scan_balance = SCAN_ANON;
3071                 goto out;
3072         }
3073
3074         /*
3075          * If there is enough inactive page cache, we do not reclaim
3076          * anything from the anonymous working right now.
3077          */
3078         if (sc->cache_trim_mode) {
3079                 scan_balance = SCAN_FILE;
3080                 goto out;
3081         }
3082
3083         scan_balance = SCAN_FRACT;
3084         /*
3085          * Calculate the pressure balance between anon and file pages.
3086          *
3087          * The amount of pressure we put on each LRU is inversely
3088          * proportional to the cost of reclaiming each list, as
3089          * determined by the share of pages that are refaulting, times
3090          * the relative IO cost of bringing back a swapped out
3091          * anonymous page vs reloading a filesystem page (swappiness).
3092          *
3093          * Although we limit that influence to ensure no list gets
3094          * left behind completely: at least a third of the pressure is
3095          * applied, before swappiness.
3096          *
3097          * With swappiness at 100, anon and file have equal IO cost.
3098          */
3099         total_cost = sc->anon_cost + sc->file_cost;
3100         anon_cost = total_cost + sc->anon_cost;
3101         file_cost = total_cost + sc->file_cost;
3102         total_cost = anon_cost + file_cost;
3103
3104         ap = swappiness * (total_cost + 1);
3105         ap /= anon_cost + 1;
3106
3107         fp = (200 - swappiness) * (total_cost + 1);
3108         fp /= file_cost + 1;
3109
3110         fraction[0] = ap;
3111         fraction[1] = fp;
3112         denominator = ap + fp;
3113 out:
3114         for_each_evictable_lru(lru) {
3115                 int file = is_file_lru(lru);
3116                 unsigned long lruvec_size;
3117                 unsigned long low, min;
3118                 unsigned long scan;
3119
3120                 lruvec_size = lruvec_lru_size(lruvec, lru, sc->reclaim_idx);
3121                 mem_cgroup_protection(sc->target_mem_cgroup, memcg,
3122                                       &min, &low);
3123
3124                 if (min || low) {
3125                         /*
3126                          * Scale a cgroup's reclaim pressure by proportioning
3127                          * its current usage to its memory.low or memory.min
3128                          * setting.
3129                          *
3130                          * This is important, as otherwise scanning aggression
3131                          * becomes extremely binary -- from nothing as we
3132                          * approach the memory protection threshold, to totally
3133                          * nominal as we exceed it.  This results in requiring
3134                          * setting extremely liberal protection thresholds. It
3135                          * also means we simply get no protection at all if we
3136                          * set it too low, which is not ideal.
3137                          *
3138                          * If there is any protection in place, we reduce scan
3139                          * pressure by how much of the total memory used is
3140                          * within protection thresholds.
3141                          *
3142                          * There is one special case: in the first reclaim pass,
3143                          * we skip over all groups that are within their low
3144                          * protection. If that fails to reclaim enough pages to
3145                          * satisfy the reclaim goal, we come back and override
3146                          * the best-effort low protection. However, we still
3147                          * ideally want to honor how well-behaved groups are in
3148                          * that case instead of simply punishing them all
3149                          * equally. As such, we reclaim them based on how much
3150                          * memory they are using, reducing the scan pressure
3151                          * again by how much of the total memory used is under
3152                          * hard protection.
3153                          */
3154                         unsigned long cgroup_size = mem_cgroup_size(memcg);
3155                         unsigned long protection;
3156
3157                         /* memory.low scaling, make sure we retry before OOM */
3158                         if (!sc->memcg_low_reclaim && low > min) {
3159                                 protection = low;
3160                                 sc->memcg_low_skipped = 1;
3161                         } else {
3162                                 protection = min;
3163                         }
3164
3165                         /* Avoid TOCTOU with earlier protection check */
3166                         cgroup_size = max(cgroup_size, protection);
3167
3168                         scan = lruvec_size - lruvec_size * protection /
3169                                 (cgroup_size + 1);
3170
3171                         /*
3172                          * Minimally target SWAP_CLUSTER_MAX pages to keep
3173                          * reclaim moving forwards, avoiding decrementing
3174                          * sc->priority further than desirable.
3175                          */
3176                         scan = max(scan, SWAP_CLUSTER_MAX);
3177                 } else {
3178                         scan = lruvec_size;
3179                 }
3180
3181                 scan >>= sc->priority;
3182
3183                 /*
3184                  * If the cgroup's already been deleted, make sure to
3185                  * scrape out the remaining cache.
3186                  */
3187                 if (!scan && !mem_cgroup_online(memcg))
3188                         scan = min(lruvec_size, SWAP_CLUSTER_MAX);
3189
3190                 switch (scan_balance) {
3191                 case SCAN_EQUAL:
3192                         /* Scan lists relative to size */
3193                         break;
3194                 case SCAN_FRACT:
3195                         /*
3196                          * Scan types proportional to swappiness and
3197                          * their relative recent reclaim efficiency.
3198                          * Make sure we don't miss the last page on
3199                          * the offlined memory cgroups because of a
3200                          * round-off error.
3201                          */
3202                         scan = mem_cgroup_online(memcg) ?
3203                                div64_u64(scan * fraction[file], denominator) :
3204                                DIV64_U64_ROUND_UP(scan * fraction[file],
3205                                                   denominator);
3206                         break;
3207                 case SCAN_FILE:
3208                 case SCAN_ANON:
3209                         /* Scan one type exclusively */
3210                         if ((scan_balance == SCAN_FILE) != file)
3211                                 scan = 0;
3212                         break;
3213                 default:
3214                         /* Look ma, no brain */
3215                         BUG();
3216                 }
3217
3218                 nr[lru] = scan;
3219         }
3220 }
3221
3222 /*
3223  * Anonymous LRU management is a waste if there is
3224  * ultimately no way to reclaim the memory.
3225  */
3226 static bool can_age_anon_pages(struct pglist_data *pgdat,
3227                                struct scan_control *sc)
3228 {
3229         /* Aging the anon LRU is valuable if swap is present: */
3230         if (total_swap_pages > 0)
3231                 return true;
3232
3233         /* Also valuable if anon pages can be demoted: */
3234         return can_demote(pgdat->node_id, sc);
3235 }
3236
3237 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
3238
3239 #ifdef CONFIG_LRU_GEN_ENABLED
3240 DEFINE_STATIC_KEY_ARRAY_TRUE(lru_gen_caps, NR_LRU_GEN_CAPS);
3241 #define get_cap(cap)    static_branch_likely(&lru_gen_caps[cap])
3242 #else
3243 DEFINE_STATIC_KEY_ARRAY_FALSE(lru_gen_caps, NR_LRU_GEN_CAPS);
3244 #define get_cap(cap)    static_branch_unlikely(&lru_gen_caps[cap])
3245 #endif
3246
3247 static bool should_walk_mmu(void)
3248 {
3249         return arch_has_hw_pte_young() && get_cap(LRU_GEN_MM_WALK);
3250 }
3251
3252 static bool should_clear_pmd_young(void)
3253 {
3254         return arch_has_hw_nonleaf_pmd_young() && get_cap(LRU_GEN_NONLEAF_YOUNG);
3255 }
3256
3257 /******************************************************************************
3258  *                          shorthand helpers
3259  ******************************************************************************/
3260
3261 #define LRU_REFS_FLAGS  (BIT(PG_referenced) | BIT(PG_workingset))
3262
3263 #define DEFINE_MAX_SEQ(lruvec)                                          \
3264         unsigned long max_seq = READ_ONCE((lruvec)->lrugen.max_seq)
3265
3266 #define DEFINE_MIN_SEQ(lruvec)                                          \
3267         unsigned long min_seq[ANON_AND_FILE] = {                        \
3268                 READ_ONCE((lruvec)->lrugen.min_seq[LRU_GEN_ANON]),      \
3269                 READ_ONCE((lruvec)->lrugen.min_seq[LRU_GEN_FILE]),      \
3270         }
3271
3272 #define for_each_gen_type_zone(gen, type, zone)                         \
3273         for ((gen) = 0; (gen) < MAX_NR_GENS; (gen)++)                   \
3274                 for ((type) = 0; (type) < ANON_AND_FILE; (type)++)      \
3275                         for ((zone) = 0; (zone) < MAX_NR_ZONES; (zone)++)
3276
3277 #define get_memcg_gen(seq)      ((seq) % MEMCG_NR_GENS)
3278 #define get_memcg_bin(bin)      ((bin) % MEMCG_NR_BINS)
3279
3280 static struct lruvec *get_lruvec(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
3281 {
3282         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
3283
3284 #ifdef CONFIG_MEMCG
3285         if (memcg) {
3286                 struct lruvec *lruvec = &memcg->nodeinfo[nid]->lruvec;
3287
3288                 /* see the comment in mem_cgroup_lruvec() */
3289                 if (!lruvec->pgdat)
3290                         lruvec->pgdat = pgdat;
3291
3292                 return lruvec;
3293         }
3294 #endif
3295         VM_WARN_ON_ONCE(!mem_cgroup_disabled());
3296
3297         return &pgdat->__lruvec;
3298 }
3299
3300 static int get_swappiness(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
3301 {
3302         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
3303         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
3304
3305         if (!sc->may_swap)
3306                 return 0;
3307
3308         if (!can_demote(pgdat->node_id, sc) &&
3309             mem_cgroup_get_nr_swap_pages(memcg) < MIN_LRU_BATCH)
3310                 return 0;
3311
3312         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3313 }
3314
3315 static int get_nr_gens(struct lruvec *lruvec, int type)
3316 {
3317         return lruvec->lrugen.max_seq - lruvec->lrugen.min_seq[type] + 1;
3318 }
3319
3320 static bool __maybe_unused seq_is_valid(struct lruvec *lruvec)
3321 {
3322         /* see the comment on lru_gen_folio */
3323         return get_nr_gens(lruvec, LRU_GEN_FILE) >= MIN_NR_GENS &&
3324                get_nr_gens(lruvec, LRU_GEN_FILE) <= get_nr_gens(lruvec, LRU_GEN_ANON) &&
3325                get_nr_gens(lruvec, LRU_GEN_ANON) <= MAX_NR_GENS;
3326 }
3327
3328 /******************************************************************************
3329  *                          Bloom filters
3330  ******************************************************************************/
3331
3332 /*
3333  * Bloom filters with m=1<<15, k=2 and the false positive rates of ~1/5 when
3334  * n=10,000 and ~1/2 when n=20,000, where, conventionally, m is the number of
3335  * bits in a bitmap, k is the number of hash functions and n is the number of
3336  * inserted items.
3337  *
3338  * Page table walkers use one of the two filters to reduce their search space.
3339  * To get rid of non-leaf entries that no longer have enough leaf entries, the
3340  * aging uses the double-buffering technique to flip to the other filter each
3341  * time it produces a new generation. For non-leaf entries that have enough
3342  * leaf entries, the aging carries them over to the next generation in
3343  * walk_pmd_range(); the eviction also report them when walking the rmap
3344  * in lru_gen_look_around().
3345  *
3346  * For future optimizations:
3347  * 1. It's not necessary to keep both filters all the time. The spare one can be
3348  *    freed after the RCU grace period and reallocated if needed again.
3349  * 2. And when reallocating, it's worth scaling its size according to the number
3350  *    of inserted entries in the other filter, to reduce the memory overhead on
3351  *    small systems and false positives on large systems.
3352  * 3. Jenkins' hash function is an alternative to Knuth's.
3353  */
3354 #define BLOOM_FILTER_SHIFT      15
3355
3356 static inline int filter_gen_from_seq(unsigned long seq)
3357 {
3358         return seq % NR_BLOOM_FILTERS;
3359 }
3360
3361 static void get_item_key(void *item, int *key)
3362 {
3363         u32 hash = hash_ptr(item, BLOOM_FILTER_SHIFT * 2);
3364
3365         BUILD_BUG_ON(BLOOM_FILTER_SHIFT * 2 > BITS_PER_TYPE(u32));
3366
3367         key[0] = hash & (BIT(BLOOM_FILTER_SHIFT) - 1);
3368         key[1] = hash >> BLOOM_FILTER_SHIFT;
3369 }
3370
3371 static bool test_bloom_filter(struct lruvec *lruvec, unsigned long seq, void *item)
3372 {
3373         int key[2];
3374         unsigned long *filter;
3375         int gen = filter_gen_from_seq(seq);
3376
3377         filter = READ_ONCE(lruvec->mm_state.filters[gen]);
3378         if (!filter)
3379                 return true;
3380
3381         get_item_key(item, key);
3382
3383         return test_bit(key[0], filter) && test_bit(key[1], filter);
3384 }
3385
3386 static void update_bloom_filter(struct lruvec *lruvec, unsigned long seq, void *item)
3387 {
3388         int key[2];
3389         unsigned long *filter;
3390         int gen = filter_gen_from_seq(seq);
3391
3392         filter = READ_ONCE(lruvec->mm_state.filters[gen]);
3393         if (!filter)
3394                 return;
3395
3396         get_item_key(item, key);
3397
3398         if (!test_bit(key[0], filter))
3399                 set_bit(key[0], filter);
3400         if (!test_bit(key[1], filter))
3401                 set_bit(key[1], filter);
3402 }
3403
3404 static void reset_bloom_filter(struct lruvec *lruvec, unsigned long seq)
3405 {
3406         unsigned long *filter;
3407         int gen = filter_gen_from_seq(seq);
3408
3409         filter = lruvec->mm_state.filters[gen];
3410         if (filter) {
3411                 bitmap_clear(filter, 0, BIT(BLOOM_FILTER_SHIFT));
3412                 return;
3413         }
3414
3415         filter = bitmap_zalloc(BIT(BLOOM_FILTER_SHIFT),
3416                                __GFP_HIGH | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3417         WRITE_ONCE(lruvec->mm_state.filters[gen], filter);
3418 }
3419
3420 /******************************************************************************
3421  *                          mm_struct list
3422  ******************************************************************************/
3423
3424 static struct lru_gen_mm_list *get_mm_list(struct mem_cgroup *memcg)
3425 {
3426         static struct lru_gen_mm_list mm_list = {
3427                 .fifo = LIST_HEAD_INIT(mm_list.fifo),
3428                 .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mm_list.lock),
3429         };
3430
3431 #ifdef CONFIG_MEMCG
3432         if (memcg)
3433                 return &memcg->mm_list;
3434 #endif
3435         VM_WARN_ON_ONCE(!mem_cgroup_disabled());
3436
3437         return &mm_list;
3438 }
3439
3440 void lru_gen_add_mm(struct mm_struct *mm)
3441 {
3442         int nid;
3443         struct mem_cgroup *memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3444         struct lru_gen_mm_list *mm_list = get_mm_list(memcg);
3445
3446         VM_WARN_ON_ONCE(!list_empty(&mm->lru_gen.list));
3447 #ifdef CONFIG_MEMCG
3448         VM_WARN_ON_ONCE(mm->lru_gen.memcg);
3449         mm->lru_gen.memcg = memcg;
3450 #endif
3451         spin_lock(&mm_list->lock);
3452
3453         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3454                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
3455
3456                 /* the first addition since the last iteration */
3457                 if (lruvec->mm_state.tail == &mm_list->fifo)
3458                         lruvec->mm_state.tail = &mm->lru_gen.list;
3459         }
3460
3461         list_add_tail(&mm->lru_gen.list, &mm_list->fifo);
3462
3463         spin_unlock(&mm_list->lock);
3464 }
3465
3466 void lru_gen_del_mm(struct mm_struct *mm)
3467 {
3468         int nid;
3469         struct lru_gen_mm_list *mm_list;
3470         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3471
3472         if (list_empty(&mm->lru_gen.list))
3473                 return;
3474
3475 #ifdef CONFIG_MEMCG
3476         memcg = mm->lru_gen.memcg;
3477 #endif
3478         mm_list = get_mm_list(memcg);
3479
3480         spin_lock(&mm_list->lock);
3481
3482         for_each_node(nid) {
3483                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
3484
3485                 /* where the current iteration continues after */
3486                 if (lruvec->mm_state.head == &mm->lru_gen.list)
3487                         lruvec->mm_state.head = lruvec->mm_state.head->prev;
3488
3489                 /* where the last iteration ended before */
3490                 if (lruvec->mm_state.tail == &mm->lru_gen.list)
3491                         lruvec->mm_state.tail = lruvec->mm_state.tail->next;
3492         }
3493
3494         list_del_init(&mm->lru_gen.list);
3495
3496         spin_unlock(&mm_list->lock);
3497
3498 #ifdef CONFIG_MEMCG
3499         mem_cgroup_put(mm->lru_gen.memcg);
3500         mm->lru_gen.memcg = NULL;
3501 #endif
3502 }
3503
3504 #ifdef CONFIG_MEMCG
3505 void lru_gen_migrate_mm(struct mm_struct *mm)
3506 {
3507         struct mem_cgroup *memcg;
3508         struct task_struct *task = rcu_dereference_protected(mm->owner, true);
3509
3510         VM_WARN_ON_ONCE(task->mm != mm);
3511         lockdep_assert_held(&task->alloc_lock);
3512
3513         /* for mm_update_next_owner() */
3514         if (mem_cgroup_disabled())
3515                 return;
3516
3517         /* migration can happen before addition */
3518         if (!mm->lru_gen.memcg)
3519                 return;
3520
3521         rcu_read_lock();
3522         memcg = mem_cgroup_from_task(task);
3523         rcu_read_unlock();
3524         if (memcg == mm->lru_gen.memcg)
3525                 return;
3526
3527         VM_WARN_ON_ONCE(list_empty(&mm->lru_gen.list));
3528
3529         lru_gen_del_mm(mm);
3530         lru_gen_add_mm(mm);
3531 }
3532 #endif
3533
3534 static void reset_mm_stats(struct lruvec *lruvec, struct lru_gen_mm_walk *walk, bool last)
3535 {
3536         int i;
3537         int hist;
3538
3539         lockdep_assert_held(&get_mm_list(lruvec_memcg(lruvec))->lock);
3540
3541         if (walk) {
3542                 hist = lru_hist_from_seq(walk->max_seq);
3543
3544                 for (i = 0; i < NR_MM_STATS; i++) {
3545                         WRITE_ONCE(lruvec->mm_state.stats[hist][i],
3546                                    lruvec->mm_state.stats[hist][i] + walk->mm_stats[i]);
3547                         walk->mm_stats[i] = 0;
3548                 }
3549         }
3550
3551         if (NR_HIST_GENS > 1 && last) {
3552                 hist = lru_hist_from_seq(lruvec->mm_state.seq + 1);
3553
3554                 for (i = 0; i < NR_MM_STATS; i++)
3555                         WRITE_ONCE(lruvec->mm_state.stats[hist][i], 0);
3556         }
3557 }
3558
3559 static bool should_skip_mm(struct mm_struct *mm, struct lru_gen_mm_walk *walk)
3560 {
3561         int type;
3562         unsigned long size = 0;
3563         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(walk->lruvec);
3564         int key = pgdat->node_id % BITS_PER_TYPE(mm->lru_gen.bitmap);
3565
3566         if (!walk->force_scan && !test_bit(key, &mm->lru_gen.bitmap))
3567                 return true;
3568
3569         clear_bit(key, &mm->lru_gen.bitmap);
3570
3571         for (type = !walk->can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
3572                 size += type ? get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) :
3573                                get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
3574                                get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
3575         }
3576
3577         if (size < MIN_LRU_BATCH)
3578                 return true;
3579
3580         return !mmget_not_zero(mm);
3581 }
3582
3583 static bool iterate_mm_list(struct lruvec *lruvec, struct lru_gen_mm_walk *walk,
3584                             struct mm_struct **iter)
3585 {
3586         bool first = false;
3587         bool last = false;
3588         struct mm_struct *mm = NULL;
3589         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
3590         struct lru_gen_mm_list *mm_list = get_mm_list(memcg);
3591         struct lru_gen_mm_state *mm_state = &lruvec->mm_state;
3592
3593         /*
3594          * mm_state->seq is incremented after each iteration of mm_list. There
3595          * are three interesting cases for this page table walker:
3596          * 1. It tries to start a new iteration with a stale max_seq: there is
3597          *    nothing left to do.
3598          * 2. It started the next iteration: it needs to reset the Bloom filter
3599          *    so that a fresh set of PTE tables can be recorded.
3600          * 3. It ended the current iteration: it needs to reset the mm stats
3601          *    counters and tell its caller to increment max_seq.
3602          */
3603         spin_lock(&mm_list->lock);
3604
3605         VM_WARN_ON_ONCE(mm_state->seq + 1 < walk->max_seq);
3606
3607         if (walk->max_seq <= mm_state->seq)
3608                 goto done;
3609
3610         if (!mm_state->head)
3611                 mm_state->head = &mm_list->fifo;
3612
3613         if (mm_state->head == &mm_list->fifo)
3614                 first = true;
3615
3616         do {
3617                 mm_state->head = mm_state->head->next;
3618                 if (mm_state->head == &mm_list->fifo) {
3619                         WRITE_ONCE(mm_state->seq, mm_state->seq + 1);
3620                         last = true;
3621                         break;
3622                 }
3623
3624                 /* force scan for those added after the last iteration */
3625                 if (!mm_state->tail || mm_state->tail == mm_state->head) {
3626                         mm_state->tail = mm_state->head->next;
3627                         walk->force_scan = true;
3628                 }
3629
3630                 mm = list_entry(mm_state->head, struct mm_struct, lru_gen.list);
3631                 if (should_skip_mm(mm, walk))
3632                         mm = NULL;
3633         } while (!mm);
3634 done:
3635         if (*iter || last)
3636                 reset_mm_stats(lruvec, walk, last);
3637
3638         spin_unlock(&mm_list->lock);
3639
3640         if (mm && first)
3641                 reset_bloom_filter(lruvec, walk->max_seq + 1);
3642
3643         if (*iter)
3644                 mmput_async(*iter);
3645
3646         *iter = mm;
3647
3648         return last;
3649 }
3650
3651 static bool iterate_mm_list_nowalk(struct lruvec *lruvec, unsigned long max_seq)
3652 {
3653         bool success = false;
3654         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
3655         struct lru_gen_mm_list *mm_list = get_mm_list(memcg);
3656         struct lru_gen_mm_state *mm_state = &lruvec->mm_state;
3657
3658         spin_lock(&mm_list->lock);
3659
3660         VM_WARN_ON_ONCE(mm_state->seq + 1 < max_seq);
3661
3662         if (max_seq > mm_state->seq) {
3663                 mm_state->head = NULL;
3664                 mm_state->tail = NULL;
3665                 WRITE_ONCE(mm_state->seq, mm_state->seq + 1);
3666                 reset_mm_stats(lruvec, NULL, true);
3667                 success = true;
3668         }
3669
3670         spin_unlock(&mm_list->lock);
3671
3672         return success;
3673 }
3674
3675 /******************************************************************************
3676  *                          PID controller
3677  ******************************************************************************/
3678
3679 /*
3680  * A feedback loop based on Proportional-Integral-Derivative (PID) controller.
3681  *
3682  * The P term is refaulted/(evicted+protected) from a tier in the generation
3683  * currently being evicted; the I term is the exponential moving average of the
3684  * P term over the generations previously evicted, using the smoothing factor
3685  * 1/2; the D term isn't supported.
3686  *
3687  * The setpoint (SP) is always the first tier of one type; the process variable
3688  * (PV) is either any tier of the other type or any other tier of the same
3689  * type.
3690  *
3691  * The error is the difference between the SP and the PV; the correction is to
3692  * turn off protection when SP>PV or turn on protection when SP<PV.
3693  *
3694  * For future optimizations:
3695  * 1. The D term may discount the other two terms over time so that long-lived
3696  *    generations can resist stale information.
3697  */
3698 struct ctrl_pos {
3699         unsigned long refaulted;
3700         unsigned long total;
3701         int gain;
3702 };
3703
3704 static void read_ctrl_pos(struct lruvec *lruvec, int type, int tier, int gain,
3705                           struct ctrl_pos *pos)
3706 {
3707         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3708         int hist = lru_hist_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
3709
3710         pos->refaulted = lrugen->avg_refaulted[type][tier] +
3711                          atomic_long_read(&lrugen->refaulted[hist][type][tier]);
3712         pos->total = lrugen->avg_total[type][tier] +
3713                      atomic_long_read(&lrugen->evicted[hist][type][tier]);
3714         if (tier)
3715                 pos->total += lrugen->protected[hist][type][tier - 1];
3716         pos->gain = gain;
3717 }
3718
3719 static void reset_ctrl_pos(struct lruvec *lruvec, int type, bool carryover)
3720 {
3721         int hist, tier;
3722         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3723         bool clear = carryover ? NR_HIST_GENS == 1 : NR_HIST_GENS > 1;
3724         unsigned long seq = carryover ? lrugen->min_seq[type] : lrugen->max_seq + 1;
3725
3726         lockdep_assert_held(&lruvec->lru_lock);
3727
3728         if (!carryover && !clear)
3729                 return;
3730
3731         hist = lru_hist_from_seq(seq);
3732
3733         for (tier = 0; tier < MAX_NR_TIERS; tier++) {
3734                 if (carryover) {
3735                         unsigned long sum;
3736
3737                         sum = lrugen->avg_refaulted[type][tier] +
3738                               atomic_long_read(&lrugen->refaulted[hist][type][tier]);
3739                         WRITE_ONCE(lrugen->avg_refaulted[type][tier], sum / 2);
3740
3741                         sum = lrugen->avg_total[type][tier] +
3742                               atomic_long_read(&lrugen->evicted[hist][type][tier]);
3743                         if (tier)
3744                                 sum += lrugen->protected[hist][type][tier - 1];
3745                         WRITE_ONCE(lrugen->avg_total[type][tier], sum / 2);
3746                 }
3747
3748                 if (clear) {
3749                         atomic_long_set(&lrugen->refaulted[hist][type][tier], 0);
3750                         atomic_long_set(&lrugen->evicted[hist][type][tier], 0);
3751                         if (tier)
3752                                 WRITE_ONCE(lrugen->protected[hist][type][tier - 1], 0);
3753                 }
3754         }
3755 }
3756
3757 static bool positive_ctrl_err(struct ctrl_pos *sp, struct ctrl_pos *pv)
3758 {
3759         /*
3760          * Return true if the PV has a limited number of refaults or a lower
3761          * refaulted/total than the SP.
3762          */
3763         return pv->refaulted < MIN_LRU_BATCH ||
3764                pv->refaulted * (sp->total + MIN_LRU_BATCH) * sp->gain <=
3765                (sp->refaulted + 1) * pv->total * pv->gain;
3766 }
3767
3768 /******************************************************************************
3769  *                          the aging
3770  ******************************************************************************/
3771
3772 /* promote pages accessed through page tables */
3773 static int folio_update_gen(struct folio *folio, int gen)
3774 {
3775         unsigned long new_flags, old_flags = READ_ONCE(folio->flags);
3776
3777         VM_WARN_ON_ONCE(gen >= MAX_NR_GENS);
3778         VM_WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
3779
3780         do {
3781                 /* lru_gen_del_folio() has isolated this page? */
3782                 if (!(old_flags & LRU_GEN_MASK)) {
3783                         /* for shrink_folio_list() */
3784                         new_flags = old_flags | BIT(PG_referenced);
3785                         continue;
3786                 }
3787
3788                 new_flags = old_flags & ~(LRU_GEN_MASK | LRU_REFS_MASK | LRU_REFS_FLAGS);
3789                 new_flags |= (gen + 1UL) << LRU_GEN_PGOFF;
3790         } while (!try_cmpxchg(&folio->flags, &old_flags, new_flags));
3791
3792         return ((old_flags & LRU_GEN_MASK) >> LRU_GEN_PGOFF) - 1;
3793 }
3794
3795 /* protect pages accessed multiple times through file descriptors */
3796 static int folio_inc_gen(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio, bool reclaiming)
3797 {
3798         int type = folio_is_file_lru(folio);
3799         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3800         int new_gen, old_gen = lru_gen_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
3801         unsigned long new_flags, old_flags = READ_ONCE(folio->flags);
3802
3803         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!(old_flags & LRU_GEN_MASK), folio);
3804
3805         do {
3806                 new_gen = ((old_flags & LRU_GEN_MASK) >> LRU_GEN_PGOFF) - 1;
3807                 /* folio_update_gen() has promoted this page? */
3808                 if (new_gen >= 0 && new_gen != old_gen)
3809                         return new_gen;
3810
3811                 new_gen = (old_gen + 1) % MAX_NR_GENS;
3812
3813                 new_flags = old_flags & ~(LRU_GEN_MASK | LRU_REFS_MASK | LRU_REFS_FLAGS);
3814                 new_flags |= (new_gen + 1UL) << LRU_GEN_PGOFF;
3815                 /* for folio_end_writeback() */
3816                 if (reclaiming)
3817                         new_flags |= BIT(PG_reclaim);
3818         } while (!try_cmpxchg(&folio->flags, &old_flags, new_flags));
3819
3820         lru_gen_update_size(lruvec, folio, old_gen, new_gen);
3821
3822         return new_gen;
3823 }
3824
3825 static void update_batch_size(struct lru_gen_mm_walk *walk, struct folio *folio,
3826                               int old_gen, int new_gen)
3827 {
3828         int type = folio_is_file_lru(folio);
3829         int zone = folio_zonenum(folio);
3830         int delta = folio_nr_pages(folio);
3831
3832         VM_WARN_ON_ONCE(old_gen >= MAX_NR_GENS);
3833         VM_WARN_ON_ONCE(new_gen >= MAX_NR_GENS);
3834
3835         walk->batched++;
3836
3837         walk->nr_pages[old_gen][type][zone] -= delta;
3838         walk->nr_pages[new_gen][type][zone] += delta;
3839 }
3840
3841 static void reset_batch_size(struct lruvec *lruvec, struct lru_gen_mm_walk *walk)
3842 {
3843         int gen, type, zone;
3844         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
3845
3846         walk->batched = 0;
3847
3848         for_each_gen_type_zone(gen, type, zone) {
3849                 enum lru_list lru = type * LRU_INACTIVE_FILE;
3850                 int delta = walk->nr_pages[gen][type][zone];
3851
3852                 if (!delta)
3853                         continue;
3854
3855                 walk->nr_pages[gen][type][zone] = 0;
3856                 WRITE_ONCE(lrugen->nr_pages[gen][type][zone],
3857                            lrugen->nr_pages[gen][type][zone] + delta);
3858
3859                 if (lru_gen_is_active(lruvec, gen))
3860                         lru += LRU_ACTIVE;
3861                 __update_lru_size(lruvec, lru, zone, delta);
3862         }
3863 }
3864
3865 static int should_skip_vma(unsigned long start, unsigned long end, struct mm_walk *args)
3866 {
3867         struct address_space *mapping;
3868         struct vm_area_struct *vma = args->vma;
3869         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
3870
3871         if (!vma_is_accessible(vma))
3872                 return true;
3873
3874         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
3875                 return true;
3876
3877         if (!vma_has_recency(vma))
3878                 return true;
3879
3880         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED | VM_SPECIAL))
3881                 return true;
3882
3883         if (vma == get_gate_vma(vma->vm_mm))
3884                 return true;
3885
3886         if (vma_is_anonymous(vma))
3887                 return !walk->can_swap;
3888
3889         if (WARN_ON_ONCE(!vma->vm_file || !vma->vm_file->f_mapping))
3890                 return true;
3891
3892         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
3893         if (mapping_unevictable(mapping))
3894                 return true;
3895
3896         if (shmem_mapping(mapping))
3897                 return !walk->can_swap;
3898
3899         /* to exclude special mappings like dax, etc. */
3900         return !mapping->a_ops->read_folio;
3901 }
3902
3903 /*
3904  * Some userspace memory allocators map many single-page VMAs. Instead of
3905  * returning back to the PGD table for each of such VMAs, finish an entire PMD
3906  * table to reduce zigzags and improve cache performance.
3907  */
3908 static bool get_next_vma(unsigned long mask, unsigned long size, struct mm_walk *args,
3909                          unsigned long *vm_start, unsigned long *vm_end)
3910 {
3911         unsigned long start = round_up(*vm_end, size);
3912         unsigned long end = (start | ~mask) + 1;
3913         VMA_ITERATOR(vmi, args->mm, start);
3914
3915         VM_WARN_ON_ONCE(mask & size);
3916         VM_WARN_ON_ONCE((start & mask) != (*vm_start & mask));
3917
3918         for_each_vma(vmi, args->vma) {
3919                 if (end && end <= args->vma->vm_start)
3920                         return false;
3921
3922                 if (should_skip_vma(args->vma->vm_start, args->vma->vm_end, args))
3923                         continue;
3924
3925                 *vm_start = max(start, args->vma->vm_start);
3926                 *vm_end = min(end - 1, args->vma->vm_end - 1) + 1;
3927
3928                 return true;
3929         }
3930
3931         return false;
3932 }
3933
3934 static unsigned long get_pte_pfn(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
3935 {
3936         unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
3937
3938         VM_WARN_ON_ONCE(addr < vma->vm_start || addr >= vma->vm_end);
3939
3940         if (!pte_present(pte) || is_zero_pfn(pfn))
3941                 return -1;
3942
3943         if (WARN_ON_ONCE(pte_devmap(pte) || pte_special(pte)))
3944                 return -1;
3945
3946         if (WARN_ON_ONCE(!pfn_valid(pfn)))
3947                 return -1;
3948
3949         return pfn;
3950 }
3951
3952 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG)
3953 static unsigned long get_pmd_pfn(pmd_t pmd, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
3954 {
3955         unsigned long pfn = pmd_pfn(pmd);
3956
3957         VM_WARN_ON_ONCE(addr < vma->vm_start || addr >= vma->vm_end);
3958
3959         if (!pmd_present(pmd) || is_huge_zero_pmd(pmd))
3960                 return -1;
3961
3962         if (WARN_ON_ONCE(pmd_devmap(pmd)))
3963                 return -1;
3964
3965         if (WARN_ON_ONCE(!pfn_valid(pfn)))
3966                 return -1;
3967
3968         return pfn;
3969 }
3970 #endif
3971
3972 static struct folio *get_pfn_folio(unsigned long pfn, struct mem_cgroup *memcg,
3973                                    struct pglist_data *pgdat, bool can_swap)
3974 {
3975         struct folio *folio;
3976
3977         /* try to avoid unnecessary memory loads */
3978         if (pfn < pgdat->node_start_pfn || pfn >= pgdat_end_pfn(pgdat))
3979                 return NULL;
3980
3981         folio = pfn_folio(pfn);
3982         if (folio_nid(folio) != pgdat->node_id)
3983                 return NULL;
3984
3985         if (folio_memcg_rcu(folio) != memcg)
3986                 return NULL;
3987
3988         /* file VMAs can contain anon pages from COW */
3989         if (!folio_is_file_lru(folio) && !can_swap)
3990                 return NULL;
3991
3992         return folio;
3993 }
3994
3995 static bool suitable_to_scan(int total, int young)
3996 {
3997         int n = clamp_t(int, cache_line_size() / sizeof(pte_t), 2, 8);
3998
3999         /* suitable if the average number of young PTEs per cacheline is >=1 */
4000         return young * n >= total;
4001 }
4002
4003 static bool walk_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long start, unsigned long end,
4004                            struct mm_walk *args)
4005 {
4006         int i;
4007         pte_t *pte;
4008         spinlock_t *ptl;
4009         unsigned long addr;
4010         int total = 0;
4011         int young = 0;
4012         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
4013         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(walk->lruvec);
4014         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(walk->lruvec);
4015         int old_gen, new_gen = lru_gen_from_seq(walk->max_seq);
4016
4017         pte = pte_offset_map_nolock(args->mm, pmd, start & PMD_MASK, &ptl);
4018         if (!pte)
4019                 return false;
4020         if (!spin_trylock(ptl)) {
4021                 pte_unmap(pte);
4022                 return false;
4023         }
4024
4025         arch_enter_lazy_mmu_mode();
4026 restart:
4027         for (i = pte_index(start), addr = start; addr != end; i++, addr += PAGE_SIZE) {
4028                 unsigned long pfn;
4029                 struct folio *folio;
4030                 pte_t ptent = ptep_get(pte + i);
4031
4032                 total++;
4033                 walk->mm_stats[MM_LEAF_TOTAL]++;
4034
4035                 pfn = get_pte_pfn(ptent, args->vma, addr);
4036                 if (pfn == -1)
4037                         continue;
4038
4039                 if (!pte_young(ptent)) {
4040                         walk->mm_stats[MM_LEAF_OLD]++;
4041                         continue;
4042                 }
4043
4044                 folio = get_pfn_folio(pfn, memcg, pgdat, walk->can_swap);
4045                 if (!folio)
4046                         continue;
4047
4048                 if (!ptep_test_and_clear_young(args->vma, addr, pte + i))
4049                         VM_WARN_ON_ONCE(true);
4050
4051                 young++;
4052                 walk->mm_stats[MM_LEAF_YOUNG]++;
4053
4054                 if (pte_dirty(ptent) && !folio_test_dirty(folio) &&
4055                     !(folio_test_anon(folio) && folio_test_swapbacked(folio) &&
4056                       !folio_test_swapcache(folio)))
4057                         folio_mark_dirty(folio);
4058
4059                 old_gen = folio_update_gen(folio, new_gen);
4060                 if (old_gen >= 0 && old_gen != new_gen)
4061                         update_batch_size(walk, folio, old_gen, new_gen);
4062         }
4063
4064         if (i < PTRS_PER_PTE && get_next_vma(PMD_MASK, PAGE_SIZE, args, &start, &end))
4065                 goto restart;
4066
4067         arch_leave_lazy_mmu_mode();
4068         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
4069
4070         return suitable_to_scan(total, young);
4071 }
4072
4073 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_NONLEAF_PMD_YOUNG)
4074 static void walk_pmd_range_locked(pud_t *pud, unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
4075                                   struct mm_walk *args, unsigned long *bitmap, unsigned long *first)
4076 {
4077         int i;
4078         pmd_t *pmd;
4079         spinlock_t *ptl;
4080         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
4081         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(walk->lruvec);
4082         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(walk->lruvec);
4083         int old_gen, new_gen = lru_gen_from_seq(walk->max_seq);
4084
4085         VM_WARN_ON_ONCE(pud_leaf(*pud));
4086
4087         /* try to batch at most 1+MIN_LRU_BATCH+1 entries */
4088         if (*first == -1) {
4089                 *first = addr;
4090                 bitmap_zero(bitmap, MIN_LRU_BATCH);
4091                 return;
4092         }
4093
4094         i = addr == -1 ? 0 : pmd_index(addr) - pmd_index(*first);
4095         if (i && i <= MIN_LRU_BATCH) {
4096                 __set_bit(i - 1, bitmap);
4097                 return;
4098         }
4099
4100         pmd = pmd_offset(pud, *first);
4101
4102         ptl = pmd_lockptr(args->mm, pmd);
4103         if (!spin_trylock(ptl))
4104                 goto done;
4105
4106         arch_enter_lazy_mmu_mode();
4107
4108         do {
4109                 unsigned long pfn;
4110                 struct folio *folio;
4111
4112                 /* don't round down the first address */
4113                 addr = i ? (*first & PMD_MASK) + i * PMD_SIZE : *first;
4114
4115                 pfn = get_pmd_pfn(pmd[i], vma, addr);
4116                 if (pfn == -1)
4117                         goto next;
4118
4119                 if (!pmd_trans_huge(pmd[i])) {
4120                         if (should_clear_pmd_young())
4121                                 pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmd + i);
4122                         goto next;
4123                 }
4124
4125                 folio = get_pfn_folio(pfn, memcg, pgdat, walk->can_swap);
4126                 if (!folio)
4127                         goto next;
4128
4129                 if (!pmdp_test_and_clear_young(vma, addr, pmd + i))
4130                         goto next;
4131
4132                 walk->mm_stats[MM_LEAF_YOUNG]++;
4133
4134                 if (pmd_dirty(pmd[i]) && !folio_test_dirty(folio) &&
4135                     !(folio_test_anon(folio) && folio_test_swapbacked(folio) &&
4136                       !folio_test_swapcache(folio)))
4137                         folio_mark_dirty(folio);
4138
4139                 old_gen = folio_update_gen(folio, new_gen);
4140                 if (old_gen >= 0 && old_gen != new_gen)
4141                         update_batch_size(walk, folio, old_gen, new_gen);
4142 next:
4143                 i = i > MIN_LRU_BATCH ? 0 : find_next_bit(bitmap, MIN_LRU_BATCH, i) + 1;
4144         } while (i <= MIN_LRU_BATCH);
4145
4146         arch_leave_lazy_mmu_mode();
4147         spin_unlock(ptl);
4148 done:
4149         *first = -1;
4150 }
4151 #else
4152 static void walk_pmd_range_locked(pud_t *pud, unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
4153                                   struct mm_walk *args, unsigned long *bitmap, unsigned long *first)
4154 {
4155 }
4156 #endif
4157
4158 static void walk_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long start, unsigned long end,
4159                            struct mm_walk *args)
4160 {
4161         int i;
4162         pmd_t *pmd;
4163         unsigned long next;
4164         unsigned long addr;
4165         struct vm_area_struct *vma;
4166         DECLARE_BITMAP(bitmap, MIN_LRU_BATCH);
4167         unsigned long first = -1;
4168         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
4169
4170         VM_WARN_ON_ONCE(pud_leaf(*pud));
4171
4172         /*
4173          * Finish an entire PMD in two passes: the first only reaches to PTE
4174          * tables to avoid taking the PMD lock; the second, if necessary, takes
4175          * the PMD lock to clear the accessed bit in PMD entries.
4176          */
4177         pmd = pmd_offset(pud, start & PUD_MASK);
4178 restart:
4179         /* walk_pte_range() may call get_next_vma() */
4180         vma = args->vma;
4181         for (i = pmd_index(start), addr = start; addr != end; i++, addr = next) {
4182                 pmd_t val = pmdp_get_lockless(pmd + i);
4183
4184                 next = pmd_addr_end(addr, end);
4185
4186                 if (!pmd_present(val) || is_huge_zero_pmd(val)) {
4187                         walk->mm_stats[MM_LEAF_TOTAL]++;
4188                         continue;
4189                 }
4190
4191 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4192                 if (pmd_trans_huge(val)) {
4193                         unsigned long pfn = pmd_pfn(val);
4194                         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(walk->lruvec);
4195
4196                         walk->mm_stats[MM_LEAF_TOTAL]++;
4197
4198                         if (!pmd_young(val)) {
4199                                 walk->mm_stats[MM_LEAF_OLD]++;
4200                                 continue;
4201                         }
4202
4203                         /* try to avoid unnecessary memory loads */
4204                         if (pfn < pgdat->node_start_pfn || pfn >= pgdat_end_pfn(pgdat))
4205                                 continue;
4206
4207                         walk_pmd_range_locked(pud, addr, vma, args, bitmap, &first);
4208                         continue;
4209                 }
4210 #endif
4211                 walk->mm_stats[MM_NONLEAF_TOTAL]++;
4212
4213                 if (should_clear_pmd_young()) {
4214                         if (!pmd_young(val))
4215                                 continue;
4216
4217                         walk_pmd_range_locked(pud, addr, vma, args, bitmap, &first);
4218                 }
4219
4220                 if (!walk->force_scan && !test_bloom_filter(walk->lruvec, walk->max_seq, pmd + i))
4221                         continue;
4222
4223                 walk->mm_stats[MM_NONLEAF_FOUND]++;
4224
4225                 if (!walk_pte_range(&val, addr, next, args))
4226                         continue;
4227
4228                 walk->mm_stats[MM_NONLEAF_ADDED]++;
4229
4230                 /* carry over to the next generation */
4231                 update_bloom_filter(walk->lruvec, walk->max_seq + 1, pmd + i);
4232         }
4233
4234         walk_pmd_range_locked(pud, -1, vma, args, bitmap, &first);
4235
4236         if (i < PTRS_PER_PMD && get_next_vma(PUD_MASK, PMD_SIZE, args, &start, &end))
4237                 goto restart;
4238 }
4239
4240 static int walk_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long start, unsigned long end,
4241                           struct mm_walk *args)
4242 {
4243         int i;
4244         pud_t *pud;
4245         unsigned long addr;
4246         unsigned long next;
4247         struct lru_gen_mm_walk *walk = args->private;
4248
4249         VM_WARN_ON_ONCE(p4d_leaf(*p4d));
4250
4251         pud = pud_offset(p4d, start & P4D_MASK);
4252 restart:
4253         for (i = pud_index(start), addr = start; addr != end; i++, addr = next) {
4254                 pud_t val = READ_ONCE(pud[i]);
4255
4256                 next = pud_addr_end(addr, end);
4257
4258                 if (!pud_present(val) || WARN_ON_ONCE(pud_leaf(val)))
4259                         continue;
4260
4261                 walk_pmd_range(&val, addr, next, args);
4262
4263                 if (need_resched() || walk->batched >= MAX_LRU_BATCH) {
4264                         end = (addr | ~PUD_MASK) + 1;
4265                         goto done;
4266                 }
4267         }
4268
4269         if (i < PTRS_PER_PUD && get_next_vma(P4D_MASK, PUD_SIZE, args, &start, &end))
4270                 goto restart;
4271
4272         end = round_up(end, P4D_SIZE);
4273 done:
4274         if (!end || !args->vma)
4275                 return 1;
4276
4277         walk->next_addr = max(end, args->vma->vm_start);
4278
4279         return -EAGAIN;
4280 }
4281
4282 static void walk_mm(struct lruvec *lruvec, struct mm_struct *mm, struct lru_gen_mm_walk *walk)
4283 {
4284         static const struct mm_walk_ops mm_walk_ops = {
4285                 .test_walk = should_skip_vma,
4286                 .p4d_entry = walk_pud_range,
4287                 .walk_lock = PGWALK_RDLOCK,
4288         };
4289
4290         int err;
4291         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4292
4293         walk->next_addr = FIRST_USER_ADDRESS;
4294
4295         do {
4296                 DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
4297
4298                 err = -EBUSY;
4299
4300                 /* another thread might have called inc_max_seq() */
4301                 if (walk->max_seq != max_seq)
4302                         break;
4303
4304                 /* folio_update_gen() requires stable folio_memcg() */
4305                 if (!mem_cgroup_trylock_pages(memcg))
4306                         break;
4307
4308                 /* the caller might be holding the lock for write */
4309                 if (mmap_read_trylock(mm)) {
4310                         err = walk_page_range(mm, walk->next_addr, ULONG_MAX, &mm_walk_ops, walk);
4311
4312                         mmap_read_unlock(mm);
4313                 }
4314
4315                 mem_cgroup_unlock_pages();
4316
4317                 if (walk->batched) {
4318                         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
4319                         reset_batch_size(lruvec, walk);
4320                         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
4321                 }
4322
4323                 cond_resched();
4324         } while (err == -EAGAIN);
4325 }
4326
4327 static struct lru_gen_mm_walk *set_mm_walk(struct pglist_data *pgdat, bool force_alloc)
4328 {
4329         struct lru_gen_mm_walk *walk = current->reclaim_state->mm_walk;
4330
4331         if (pgdat && current_is_kswapd()) {
4332                 VM_WARN_ON_ONCE(walk);
4333
4334                 walk = &pgdat->mm_walk;
4335         } else if (!walk && force_alloc) {
4336                 VM_WARN_ON_ONCE(current_is_kswapd());
4337
4338                 walk = kzalloc(sizeof(*walk), __GFP_HIGH | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
4339         }
4340
4341         current->reclaim_state->mm_walk = walk;
4342
4343         return walk;
4344 }
4345
4346 static void clear_mm_walk(void)
4347 {
4348         struct lru_gen_mm_walk *walk = current->reclaim_state->mm_walk;
4349
4350         VM_WARN_ON_ONCE(walk && memchr_inv(walk->nr_pages, 0, sizeof(walk->nr_pages)));
4351         VM_WARN_ON_ONCE(walk && memchr_inv(walk->mm_stats, 0, sizeof(walk->mm_stats)));
4352
4353         current->reclaim_state->mm_walk = NULL;
4354
4355         if (!current_is_kswapd())
4356                 kfree(walk);
4357 }
4358
4359 static bool inc_min_seq(struct lruvec *lruvec, int type, bool can_swap)
4360 {
4361         int zone;
4362         int remaining = MAX_LRU_BATCH;
4363         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4364         int new_gen, old_gen = lru_gen_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
4365
4366         if (type == LRU_GEN_ANON && !can_swap)
4367                 goto done;
4368
4369         /* prevent cold/hot inversion if force_scan is true */
4370         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4371                 struct list_head *head = &lrugen->folios[old_gen][type][zone];
4372
4373                 while (!list_empty(head)) {
4374                         struct folio *folio = lru_to_folio(head);
4375
4376                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
4377                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
4378                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_is_file_lru(folio) != type, folio);
4379                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_zonenum(folio) != zone, folio);
4380
4381                         new_gen = folio_inc_gen(lruvec, folio, false);
4382                         list_move_tail(&folio->lru, &lrugen->folios[new_gen][type][zone]);
4383
4384                         if (!--remaining)
4385                                 return false;
4386                 }
4387         }
4388 done:
4389         reset_ctrl_pos(lruvec, type, true);
4390         WRITE_ONCE(lrugen->min_seq[type], lrugen->min_seq[type] + 1);
4391
4392         return true;
4393 }
4394
4395 static bool try_to_inc_min_seq(struct lruvec *lruvec, bool can_swap)
4396 {
4397         int gen, type, zone;
4398         bool success = false;
4399         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4400         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
4401
4402         VM_WARN_ON_ONCE(!seq_is_valid(lruvec));
4403
4404         /* find the oldest populated generation */
4405         for (type = !can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
4406                 while (min_seq[type] + MIN_NR_GENS <= lrugen->max_seq) {
4407                         gen = lru_gen_from_seq(min_seq[type]);
4408
4409                         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4410                                 if (!list_empty(&lrugen->folios[gen][type][zone]))
4411                                         goto next;
4412                         }
4413
4414                         min_seq[type]++;
4415                 }
4416 next:
4417                 ;
4418         }
4419
4420         /* see the comment on lru_gen_folio */
4421         if (can_swap) {
4422                 min_seq[LRU_GEN_ANON] = min(min_seq[LRU_GEN_ANON], min_seq[LRU_GEN_FILE]);
4423                 min_seq[LRU_GEN_FILE] = max(min_seq[LRU_GEN_ANON], lrugen->min_seq[LRU_GEN_FILE]);
4424         }
4425
4426         for (type = !can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
4427                 if (min_seq[type] == lrugen->min_seq[type])
4428                         continue;
4429
4430                 reset_ctrl_pos(lruvec, type, true);
4431                 WRITE_ONCE(lrugen->min_seq[type], min_seq[type]);
4432                 success = true;
4433         }
4434
4435         return success;
4436 }
4437
4438 static void inc_max_seq(struct lruvec *lruvec, bool can_swap, bool force_scan)
4439 {
4440         int prev, next;
4441         int type, zone;
4442         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4443 restart:
4444         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
4445
4446         VM_WARN_ON_ONCE(!seq_is_valid(lruvec));
4447
4448         for (type = ANON_AND_FILE - 1; type >= 0; type--) {
4449                 if (get_nr_gens(lruvec, type) != MAX_NR_GENS)
4450                         continue;
4451
4452                 VM_WARN_ON_ONCE(!force_scan && (type == LRU_GEN_FILE || can_swap));
4453
4454                 if (inc_min_seq(lruvec, type, can_swap))
4455                         continue;
4456
4457                 spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
4458                 cond_resched();
4459                 goto restart;
4460         }
4461
4462         /*
4463          * Update the active/inactive LRU sizes for compatibility. Both sides of
4464          * the current max_seq need to be covered, since max_seq+1 can overlap
4465          * with min_seq[LRU_GEN_ANON] if swapping is constrained. And if they do
4466          * overlap, cold/hot inversion happens.
4467          */
4468         prev = lru_gen_from_seq(lrugen->max_seq - 1);
4469         next = lru_gen_from_seq(lrugen->max_seq + 1);
4470
4471         for (type = 0; type < ANON_AND_FILE; type++) {
4472                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4473                         enum lru_list lru = type * LRU_INACTIVE_FILE;
4474                         long delta = lrugen->nr_pages[prev][type][zone] -
4475                                      lrugen->nr_pages[next][type][zone];
4476
4477                         if (!delta)
4478                                 continue;
4479
4480                         __update_lru_size(lruvec, lru, zone, delta);
4481                         __update_lru_size(lruvec, lru + LRU_ACTIVE, zone, -delta);
4482                 }
4483         }
4484
4485         for (type = 0; type < ANON_AND_FILE; type++)
4486                 reset_ctrl_pos(lruvec, type, false);
4487
4488         WRITE_ONCE(lrugen->timestamps[next], jiffies);
4489         /* make sure preceding modifications appear */
4490         smp_store_release(&lrugen->max_seq, lrugen->max_seq + 1);
4491
4492         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
4493 }
4494
4495 static bool try_to_inc_max_seq(struct lruvec *lruvec, unsigned long max_seq,
4496                                struct scan_control *sc, bool can_swap, bool force_scan)
4497 {
4498         bool success;
4499         struct lru_gen_mm_walk *walk;
4500         struct mm_struct *mm = NULL;
4501         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4502
4503         VM_WARN_ON_ONCE(max_seq > READ_ONCE(lrugen->max_seq));
4504
4505         /* see the comment in iterate_mm_list() */
4506         if (max_seq <= READ_ONCE(lruvec->mm_state.seq)) {
4507                 success = false;
4508                 goto done;
4509         }
4510
4511         /*
4512          * If the hardware doesn't automatically set the accessed bit, fallback
4513          * to lru_gen_look_around(), which only clears the accessed bit in a
4514          * handful of PTEs. Spreading the work out over a period of time usually
4515          * is less efficient, but it avoids bursty page faults.
4516          */
4517         if (!should_walk_mmu()) {
4518                 success = iterate_mm_list_nowalk(lruvec, max_seq);
4519                 goto done;
4520         }
4521
4522         walk = set_mm_walk(NULL, true);
4523         if (!walk) {
4524                 success = iterate_mm_list_nowalk(lruvec, max_seq);
4525                 goto done;
4526         }
4527
4528         walk->lruvec = lruvec;
4529         walk->max_seq = max_seq;
4530         walk->can_swap = can_swap;
4531         walk->force_scan = force_scan;
4532
4533         do {
4534                 success = iterate_mm_list(lruvec, walk, &mm);
4535                 if (mm)
4536                         walk_mm(lruvec, mm, walk);
4537         } while (mm);
4538 done:
4539         if (success)
4540                 inc_max_seq(lruvec, can_swap, force_scan);
4541
4542         return success;
4543 }
4544
4545 /******************************************************************************
4546  *                          working set protection
4547  ******************************************************************************/
4548
4549 static bool lruvec_is_sizable(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
4550 {
4551         int gen, type, zone;
4552         unsigned long total = 0;
4553         bool can_swap = get_swappiness(lruvec, sc);
4554         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4555         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4556         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
4557         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
4558
4559         for (type = !can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
4560                 unsigned long seq;
4561
4562                 for (seq = min_seq[type]; seq <= max_seq; seq++) {
4563                         gen = lru_gen_from_seq(seq);
4564
4565                         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++)
4566                                 total += max(READ_ONCE(lrugen->nr_pages[gen][type][zone]), 0L);
4567                 }
4568         }
4569
4570         /* whether the size is big enough to be helpful */
4571         return mem_cgroup_online(memcg) ? (total >> sc->priority) : total;
4572 }
4573
4574 static bool lruvec_is_reclaimable(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
4575                                   unsigned long min_ttl)
4576 {
4577         int gen;
4578         unsigned long birth;
4579         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
4580         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
4581
4582         /* see the comment on lru_gen_folio */
4583         gen = lru_gen_from_seq(min_seq[LRU_GEN_FILE]);
4584         birth = READ_ONCE(lruvec->lrugen.timestamps[gen]);
4585
4586         if (time_is_after_jiffies(birth + min_ttl))
4587                 return false;
4588
4589         if (!lruvec_is_sizable(lruvec, sc))
4590                 return false;
4591
4592         mem_cgroup_calculate_protection(NULL, memcg);
4593
4594         return !mem_cgroup_below_min(NULL, memcg);
4595 }
4596
4597 /* to protect the working set of the last N jiffies */
4598 static unsigned long lru_gen_min_ttl __read_mostly;
4599
4600 static void lru_gen_age_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
4601 {
4602         struct mem_cgroup *memcg;
4603         unsigned long min_ttl = READ_ONCE(lru_gen_min_ttl);
4604
4605         VM_WARN_ON_ONCE(!current_is_kswapd());
4606
4607         /* check the order to exclude compaction-induced reclaim */
4608         if (!min_ttl || sc->order || sc->priority == DEF_PRIORITY)
4609                 return;
4610
4611         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
4612         do {
4613                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
4614
4615                 if (lruvec_is_reclaimable(lruvec, sc, min_ttl)) {
4616                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
4617                         return;
4618                 }
4619
4620                 cond_resched();
4621         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)));
4622
4623         /*
4624          * The main goal is to OOM kill if every generation from all memcgs is
4625          * younger than min_ttl. However, another possibility is all memcgs are
4626          * either too small or below min.
4627          */
4628         if (mutex_trylock(&oom_lock)) {
4629                 struct oom_control oc = {
4630                         .gfp_mask = sc->gfp_mask,
4631                 };
4632
4633                 out_of_memory(&oc);
4634
4635                 mutex_unlock(&oom_lock);
4636         }
4637 }
4638
4639 /******************************************************************************
4640  *                          rmap/PT walk feedback
4641  ******************************************************************************/
4642
4643 /*
4644  * This function exploits spatial locality when shrink_folio_list() walks the
4645  * rmap. It scans the adjacent PTEs of a young PTE and promotes hot pages. If
4646  * the scan was done cacheline efficiently, it adds the PMD entry pointing to
4647  * the PTE table to the Bloom filter. This forms a feedback loop between the
4648  * eviction and the aging.
4649  */
4650 void lru_gen_look_around(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
4651 {
4652         int i;
4653         unsigned long start;
4654         unsigned long end;
4655         struct lru_gen_mm_walk *walk;
4656         int young = 0;
4657         pte_t *pte = pvmw->pte;
4658         unsigned long addr = pvmw->address;
4659         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
4660         struct folio *folio = pfn_folio(pvmw->pfn);
4661         bool can_swap = !folio_is_file_lru(folio);
4662         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4663         struct pglist_data *pgdat = folio_pgdat(folio);
4664         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
4665         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
4666         int old_gen, new_gen = lru_gen_from_seq(max_seq);
4667
4668         lockdep_assert_held(pvmw->ptl);
4669         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
4670
4671         if (spin_is_contended(pvmw->ptl))
4672                 return;
4673
4674         /* exclude special VMAs containing anon pages from COW */
4675         if (vma->vm_flags & VM_SPECIAL)
4676                 return;
4677
4678         /* avoid taking the LRU lock under the PTL when possible */
4679         walk = current->reclaim_state ? current->reclaim_state->mm_walk : NULL;
4680
4681         start = max(addr & PMD_MASK, vma->vm_start);
4682         end = min(addr | ~PMD_MASK, vma->vm_end - 1) + 1;
4683
4684         if (end - start > MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE) {
4685                 if (addr - start < MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE / 2)
4686                         end = start + MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE;
4687                 else if (end - addr < MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE / 2)
4688                         start = end - MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE;
4689                 else {
4690                         start = addr - MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE / 2;
4691                         end = addr + MIN_LRU_BATCH * PAGE_SIZE / 2;
4692                 }
4693         }
4694
4695         /* folio_update_gen() requires stable folio_memcg() */
4696         if (!mem_cgroup_trylock_pages(memcg))
4697                 return;
4698
4699         arch_enter_lazy_mmu_mode();
4700
4701         pte -= (addr - start) / PAGE_SIZE;
4702
4703         for (i = 0, addr = start; addr != end; i++, addr += PAGE_SIZE) {
4704                 unsigned long pfn;
4705                 pte_t ptent = ptep_get(pte + i);
4706
4707                 pfn = get_pte_pfn(ptent, vma, addr);
4708                 if (pfn == -1)
4709                         continue;
4710
4711                 if (!pte_young(ptent))
4712                         continue;
4713
4714                 folio = get_pfn_folio(pfn, memcg, pgdat, can_swap);
4715                 if (!folio)
4716                         continue;
4717
4718                 if (!ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte + i))
4719                         VM_WARN_ON_ONCE(true);
4720
4721                 young++;
4722
4723                 if (pte_dirty(ptent) && !folio_test_dirty(folio) &&
4724                     !(folio_test_anon(folio) && folio_test_swapbacked(folio) &&
4725                       !folio_test_swapcache(folio)))
4726                         folio_mark_dirty(folio);
4727
4728                 if (walk) {
4729                         old_gen = folio_update_gen(folio, new_gen);
4730                         if (old_gen >= 0 && old_gen != new_gen)
4731                                 update_batch_size(walk, folio, old_gen, new_gen);
4732
4733                         continue;
4734                 }
4735
4736                 old_gen = folio_lru_gen(folio);
4737                 if (old_gen < 0)
4738                         folio_set_referenced(folio);
4739                 else if (old_gen != new_gen)
4740                         folio_activate(folio);
4741         }
4742
4743         arch_leave_lazy_mmu_mode();
4744         mem_cgroup_unlock_pages();
4745
4746         /* feedback from rmap walkers to page table walkers */
4747         if (suitable_to_scan(i, young))
4748                 update_bloom_filter(lruvec, max_seq, pvmw->pmd);
4749 }
4750
4751 /******************************************************************************
4752  *                          memcg LRU
4753  ******************************************************************************/
4754
4755 /* see the comment on MEMCG_NR_GENS */
4756 enum {
4757         MEMCG_LRU_NOP,
4758         MEMCG_LRU_HEAD,
4759         MEMCG_LRU_TAIL,
4760         MEMCG_LRU_OLD,
4761         MEMCG_LRU_YOUNG,
4762 };
4763
4764 #ifdef CONFIG_MEMCG
4765
4766 static int lru_gen_memcg_seg(struct lruvec *lruvec)
4767 {
4768         return READ_ONCE(lruvec->lrugen.seg);
4769 }
4770
4771 static void lru_gen_rotate_memcg(struct lruvec *lruvec, int op)
4772 {
4773         int seg;
4774         int old, new;
4775         unsigned long flags;
4776         int bin = get_random_u32_below(MEMCG_NR_BINS);
4777         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
4778
4779         spin_lock_irqsave(&pgdat->memcg_lru.lock, flags);
4780
4781         VM_WARN_ON_ONCE(hlist_nulls_unhashed(&lruvec->lrugen.list));
4782
4783         seg = 0;
4784         new = old = lruvec->lrugen.gen;
4785
4786         /* see the comment on MEMCG_NR_GENS */
4787         if (op == MEMCG_LRU_HEAD)
4788                 seg = MEMCG_LRU_HEAD;
4789         else if (op == MEMCG_LRU_TAIL)
4790                 seg = MEMCG_LRU_TAIL;
4791         else if (op == MEMCG_LRU_OLD)
4792                 new = get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq);
4793         else if (op == MEMCG_LRU_YOUNG)
4794                 new = get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq + 1);
4795         else
4796                 VM_WARN_ON_ONCE(true);
4797
4798         WRITE_ONCE(lruvec->lrugen.seg, seg);
4799         WRITE_ONCE(lruvec->lrugen.gen, new);
4800
4801         hlist_nulls_del_rcu(&lruvec->lrugen.list);
4802
4803         if (op == MEMCG_LRU_HEAD || op == MEMCG_LRU_OLD)
4804                 hlist_nulls_add_head_rcu(&lruvec->lrugen.list, &pgdat->memcg_lru.fifo[new][bin]);
4805         else
4806                 hlist_nulls_add_tail_rcu(&lruvec->lrugen.list, &pgdat->memcg_lru.fifo[new][bin]);
4807
4808         pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[old]--;
4809         pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[new]++;
4810
4811         if (!pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[old] && old == get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq))
4812                 WRITE_ONCE(pgdat->memcg_lru.seq, pgdat->memcg_lru.seq + 1);
4813
4814         spin_unlock_irqrestore(&pgdat->memcg_lru.lock, flags);
4815 }
4816
4817 void lru_gen_online_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
4818 {
4819         int gen;
4820         int nid;
4821         int bin = get_random_u32_below(MEMCG_NR_BINS);
4822
4823         for_each_node(nid) {
4824                 struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
4825                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
4826
4827                 spin_lock_irq(&pgdat->memcg_lru.lock);
4828
4829                 VM_WARN_ON_ONCE(!hlist_nulls_unhashed(&lruvec->lrugen.list));
4830
4831                 gen = get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq);
4832
4833                 lruvec->lrugen.gen = gen;
4834
4835                 hlist_nulls_add_tail_rcu(&lruvec->lrugen.list, &pgdat->memcg_lru.fifo[gen][bin]);
4836                 pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[gen]++;
4837
4838                 spin_unlock_irq(&pgdat->memcg_lru.lock);
4839         }
4840 }
4841
4842 void lru_gen_offline_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
4843 {
4844         int nid;
4845
4846         for_each_node(nid) {
4847                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
4848
4849                 lru_gen_rotate_memcg(lruvec, MEMCG_LRU_OLD);
4850         }
4851 }
4852
4853 void lru_gen_release_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
4854 {
4855         int gen;
4856         int nid;
4857
4858         for_each_node(nid) {
4859                 struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
4860                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
4861
4862                 spin_lock_irq(&pgdat->memcg_lru.lock);
4863
4864                 if (hlist_nulls_unhashed(&lruvec->lrugen.list))
4865                         goto unlock;
4866
4867                 gen = lruvec->lrugen.gen;
4868
4869                 hlist_nulls_del_init_rcu(&lruvec->lrugen.list);
4870                 pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[gen]--;
4871
4872                 if (!pgdat->memcg_lru.nr_memcgs[gen] && gen == get_memcg_gen(pgdat->memcg_lru.seq))
4873                         WRITE_ONCE(pgdat->memcg_lru.seq, pgdat->memcg_lru.seq + 1);
4874 unlock:
4875                 spin_unlock_irq(&pgdat->memcg_lru.lock);
4876         }
4877 }
4878
4879 void lru_gen_soft_reclaim(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
4880 {
4881         struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
4882
4883         /* see the comment on MEMCG_NR_GENS */
4884         if (lru_gen_memcg_seg(lruvec) != MEMCG_LRU_HEAD)
4885                 lru_gen_rotate_memcg(lruvec, MEMCG_LRU_HEAD);
4886 }
4887
4888 #else /* !CONFIG_MEMCG */
4889
4890 static int lru_gen_memcg_seg(struct lruvec *lruvec)
4891 {
4892         return 0;
4893 }
4894
4895 #endif
4896
4897 /******************************************************************************
4898  *                          the eviction
4899  ******************************************************************************/
4900
4901 static bool sort_folio(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio, struct scan_control *sc,
4902                        int tier_idx)
4903 {
4904         bool success;
4905         int gen = folio_lru_gen(folio);
4906         int type = folio_is_file_lru(folio);
4907         int zone = folio_zonenum(folio);
4908         int delta = folio_nr_pages(folio);
4909         int refs = folio_lru_refs(folio);
4910         int tier = lru_tier_from_refs(refs);
4911         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
4912
4913         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(gen >= MAX_NR_GENS, folio);
4914
4915         /* unevictable */
4916         if (!folio_evictable(folio)) {
4917                 success = lru_gen_del_folio(lruvec, folio, true);
4918                 VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!success, folio);
4919                 folio_set_unevictable(folio);
4920                 lruvec_add_folio(lruvec, folio);
4921                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGCULLED, delta);
4922                 return true;
4923         }
4924
4925         /* dirty lazyfree */
4926         if (type == LRU_GEN_FILE && folio_test_anon(folio) && folio_test_dirty(folio)) {
4927                 success = lru_gen_del_folio(lruvec, folio, true);
4928                 VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!success, folio);
4929                 folio_set_swapbacked(folio);
4930                 lruvec_add_folio_tail(lruvec, folio);
4931                 return true;
4932         }
4933
4934         /* promoted */
4935         if (gen != lru_gen_from_seq(lrugen->min_seq[type])) {
4936                 list_move(&folio->lru, &lrugen->folios[gen][type][zone]);
4937                 return true;
4938         }
4939
4940         /* protected */
4941         if (tier > tier_idx || refs == BIT(LRU_REFS_WIDTH)) {
4942                 int hist = lru_hist_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
4943
4944                 gen = folio_inc_gen(lruvec, folio, false);
4945                 list_move_tail(&folio->lru, &lrugen->folios[gen][type][zone]);
4946
4947                 WRITE_ONCE(lrugen->protected[hist][type][tier - 1],
4948                            lrugen->protected[hist][type][tier - 1] + delta);
4949                 return true;
4950         }
4951
4952         /* ineligible */
4953         if (zone > sc->reclaim_idx || skip_cma(folio, sc)) {
4954                 gen = folio_inc_gen(lruvec, folio, false);
4955                 list_move_tail(&folio->lru, &lrugen->folios[gen][type][zone]);
4956                 return true;
4957         }
4958
4959         /* waiting for writeback */
4960         if (folio_test_locked(folio) || folio_test_writeback(folio) ||
4961             (type == LRU_GEN_FILE && folio_test_dirty(folio))) {
4962                 gen = folio_inc_gen(lruvec, folio, true);
4963                 list_move(&folio->lru, &lrugen->folios[gen][type][zone]);
4964                 return true;
4965         }
4966
4967         return false;
4968 }
4969
4970 static bool isolate_folio(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio, struct scan_control *sc)
4971 {
4972         bool success;
4973
4974         /* swapping inhibited */
4975         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_IO) &&
4976             (folio_test_dirty(folio) ||
4977              (folio_test_anon(folio) && !folio_test_swapcache(folio))))
4978                 return false;
4979
4980         /* raced with release_pages() */
4981         if (!folio_try_get(folio))
4982                 return false;
4983
4984         /* raced with another isolation */
4985         if (!folio_test_clear_lru(folio)) {
4986                 folio_put(folio);
4987                 return false;
4988         }
4989
4990         /* see the comment on MAX_NR_TIERS */
4991         if (!folio_test_referenced(folio))
4992                 set_mask_bits(&folio->flags, LRU_REFS_MASK | LRU_REFS_FLAGS, 0);
4993
4994         /* for shrink_folio_list() */
4995         folio_clear_reclaim(folio);
4996         folio_clear_referenced(folio);
4997
4998         success = lru_gen_del_folio(lruvec, folio, true);
4999         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!success, folio);
5000
5001         return true;
5002 }
5003
5004 static int scan_folios(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc,
5005                        int type, int tier, struct list_head *list)
5006 {
5007         int i;
5008         int gen;
5009         enum vm_event_item item;
5010         int sorted = 0;
5011         int scanned = 0;
5012         int isolated = 0;
5013         int remaining = MAX_LRU_BATCH;
5014         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
5015         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
5016
5017         VM_WARN_ON_ONCE(!list_empty(list));
5018
5019         if (get_nr_gens(lruvec, type) == MIN_NR_GENS)
5020                 return 0;
5021
5022         gen = lru_gen_from_seq(lrugen->min_seq[type]);
5023
5024         for (i = MAX_NR_ZONES; i > 0; i--) {
5025                 LIST_HEAD(moved);
5026                 int skipped = 0;
5027                 int zone = (sc->reclaim_idx + i) % MAX_NR_ZONES;
5028                 struct list_head *head = &lrugen->folios[gen][type][zone];
5029
5030                 while (!list_empty(head)) {
5031                         struct folio *folio = lru_to_folio(head);
5032                         int delta = folio_nr_pages(folio);
5033
5034                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
5035                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
5036                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_is_file_lru(folio) != type, folio);
5037                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_zonenum(folio) != zone, folio);
5038
5039                         scanned += delta;
5040
5041                         if (sort_folio(lruvec, folio, sc, tier))
5042                                 sorted += delta;
5043                         else if (isolate_folio(lruvec, folio, sc)) {
5044                                 list_add(&folio->lru, list);
5045                                 isolated += delta;
5046                         } else {
5047                                 list_move(&folio->lru, &moved);
5048                                 skipped += delta;
5049                         }
5050
5051                         if (!--remaining || max(isolated, skipped) >= MIN_LRU_BATCH)
5052                                 break;
5053                 }
5054
5055                 if (skipped) {
5056                         list_splice(&moved, head);
5057                         __count_zid_vm_events(PGSCAN_SKIP, zone, skipped);
5058                 }
5059
5060                 if (!remaining || isolated >= MIN_LRU_BATCH)
5061                         break;
5062         }
5063
5064         item = PGSCAN_KSWAPD + reclaimer_offset();
5065         if (!cgroup_reclaim(sc)) {
5066                 __count_vm_events(item, isolated);
5067                 __count_vm_events(PGREFILL, sorted);
5068         }
5069         __count_memcg_events(memcg, item, isolated);
5070         __count_memcg_events(memcg, PGREFILL, sorted);
5071         __count_vm_events(PGSCAN_ANON + type, isolated);
5072
5073         /*
5074          * There might not be eligible folios due to reclaim_idx. Check the
5075          * remaining to prevent livelock if it's not making progress.
5076          */
5077         return isolated || !remaining ? scanned : 0;
5078 }
5079
5080 static int get_tier_idx(struct lruvec *lruvec, int type)
5081 {
5082         int tier;
5083         struct ctrl_pos sp, pv;
5084
5085         /*
5086          * To leave a margin for fluctuations, use a larger gain factor (1:2).
5087          * This value is chosen because any other tier would have at least twice
5088          * as many refaults as the first tier.
5089          */
5090         read_ctrl_pos(lruvec, type, 0, 1, &sp);
5091         for (tier = 1; tier < MAX_NR_TIERS; tier++) {
5092                 read_ctrl_pos(lruvec, type, tier, 2, &pv);
5093                 if (!positive_ctrl_err(&sp, &pv))
5094                         break;
5095         }
5096
5097         return tier - 1;
5098 }
5099
5100 static int get_type_to_scan(struct lruvec *lruvec, int swappiness, int *tier_idx)
5101 {
5102         int type, tier;
5103         struct ctrl_pos sp, pv;
5104         int gain[ANON_AND_FILE] = { swappiness, 200 - swappiness };
5105
5106         /*
5107          * Compare the first tier of anon with that of file to determine which
5108          * type to scan. Also need to compare other tiers of the selected type
5109          * with the first tier of the other type to determine the last tier (of
5110          * the selected type) to evict.
5111          */
5112         read_ctrl_pos(lruvec, LRU_GEN_ANON, 0, gain[LRU_GEN_ANON], &sp);
5113         read_ctrl_pos(lruvec, LRU_GEN_FILE, 0, gain[LRU_GEN_FILE], &pv);
5114         type = positive_ctrl_err(&sp, &pv);
5115
5116         read_ctrl_pos(lruvec, !type, 0, gain[!type], &sp);
5117         for (tier = 1; tier < MAX_NR_TIERS; tier++) {
5118                 read_ctrl_pos(lruvec, type, tier, gain[type], &pv);
5119                 if (!positive_ctrl_err(&sp, &pv))
5120                         break;
5121         }
5122
5123         *tier_idx = tier - 1;
5124
5125         return type;
5126 }
5127
5128 static int isolate_folios(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc, int swappiness,
5129                           int *type_scanned, struct list_head *list)
5130 {
5131         int i;
5132         int type;
5133         int scanned;
5134         int tier = -1;
5135         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
5136
5137         /*
5138          * Try to make the obvious choice first. When anon and file are both
5139          * available from the same generation, interpret swappiness 1 as file
5140          * first and 200 as anon first.
5141          */
5142         if (!swappiness)
5143                 type = LRU_GEN_FILE;
5144         else if (min_seq[LRU_GEN_ANON] < min_seq[LRU_GEN_FILE])
5145                 type = LRU_GEN_ANON;
5146         else if (swappiness == 1)
5147                 type = LRU_GEN_FILE;
5148         else if (swappiness == 200)
5149                 type = LRU_GEN_ANON;
5150         else
5151                 type = get_type_to_scan(lruvec, swappiness, &tier);
5152
5153         for (i = !swappiness; i < ANON_AND_FILE; i++) {
5154                 if (tier < 0)
5155                         tier = get_tier_idx(lruvec, type);
5156
5157                 scanned = scan_folios(lruvec, sc, type, tier, list);
5158                 if (scanned)
5159                         break;
5160
5161                 type = !type;
5162                 tier = -1;
5163         }
5164
5165         *type_scanned = type;
5166
5167         return scanned;
5168 }
5169
5170 static int evict_folios(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc, int swappiness)
5171 {
5172         int type;
5173         int scanned;
5174         int reclaimed;
5175         LIST_HEAD(list);
5176         LIST_HEAD(clean);
5177         struct folio *folio;
5178         struct folio *next;
5179         enum vm_event_item item;
5180         struct reclaim_stat stat;
5181         struct lru_gen_mm_walk *walk;
5182         bool skip_retry = false;
5183         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
5184         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
5185
5186         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
5187
5188         scanned = isolate_folios(lruvec, sc, swappiness, &type, &list);
5189
5190         scanned += try_to_inc_min_seq(lruvec, swappiness);
5191
5192         if (get_nr_gens(lruvec, !swappiness) == MIN_NR_GENS)
5193                 scanned = 0;
5194
5195         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
5196
5197         if (list_empty(&list))
5198                 return scanned;
5199 retry:
5200         reclaimed = shrink_folio_list(&list, pgdat, sc, &stat, false);
5201         sc->nr_reclaimed += reclaimed;
5202
5203         list_for_each_entry_safe_reverse(folio, next, &list, lru) {
5204                 if (!folio_evictable(folio)) {
5205                         list_del(&folio->lru);
5206                         folio_putback_lru(folio);
5207                         continue;
5208                 }
5209
5210                 if (folio_test_reclaim(folio) &&
5211                     (folio_test_dirty(folio) || folio_test_writeback(folio))) {
5212                         /* restore LRU_REFS_FLAGS cleared by isolate_folio() */
5213                         if (folio_test_workingset(folio))
5214                                 folio_set_referenced(folio);
5215                         continue;
5216                 }
5217
5218                 if (skip_retry || folio_test_active(folio) || folio_test_referenced(folio) ||
5219                     folio_mapped(folio) || folio_test_locked(folio) ||
5220                     folio_test_dirty(folio) || folio_test_writeback(folio)) {
5221                         /* don't add rejected folios to the oldest generation */
5222                         set_mask_bits(&folio->flags, LRU_REFS_MASK | LRU_REFS_FLAGS,
5223                                       BIT(PG_active));
5224                         continue;
5225                 }
5226
5227                 /* retry folios that may have missed folio_rotate_reclaimable() */
5228                 list_move(&folio->lru, &clean);
5229                 sc->nr_scanned -= folio_nr_pages(folio);
5230         }
5231
5232         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
5233
5234         move_folios_to_lru(lruvec, &list);
5235
5236         walk = current->reclaim_state->mm_walk;
5237         if (walk && walk->batched)
5238                 reset_batch_size(lruvec, walk);
5239
5240         item = PGSTEAL_KSWAPD + reclaimer_offset();
5241         if (!cgroup_reclaim(sc))
5242                 __count_vm_events(item, reclaimed);
5243         __count_memcg_events(memcg, item, reclaimed);
5244         __count_vm_events(PGSTEAL_ANON + type, reclaimed);
5245
5246         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
5247
5248         mem_cgroup_uncharge_list(&list);
5249         free_unref_page_list(&list);
5250
5251         INIT_LIST_HEAD(&list);
5252         list_splice_init(&clean, &list);
5253
5254         if (!list_empty(&list)) {
5255                 skip_retry = true;
5256                 goto retry;
5257         }
5258
5259         return scanned;
5260 }
5261
5262 static bool should_run_aging(struct lruvec *lruvec, unsigned long max_seq,
5263                              struct scan_control *sc, bool can_swap, unsigned long *nr_to_scan)
5264 {
5265         int gen, type, zone;
5266         unsigned long old = 0;
5267         unsigned long young = 0;
5268         unsigned long total = 0;
5269         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
5270         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
5271         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
5272
5273         /* whether this lruvec is completely out of cold folios */
5274         if (min_seq[!can_swap] + MIN_NR_GENS > max_seq) {
5275                 *nr_to_scan = 0;
5276                 return true;
5277         }
5278
5279         for (type = !can_swap; type < ANON_AND_FILE; type++) {
5280                 unsigned long seq;
5281
5282                 for (seq = min_seq[type]; seq <= max_seq; seq++) {
5283                         unsigned long size = 0;
5284
5285                         gen = lru_gen_from_seq(seq);
5286
5287                         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++)
5288                                 size += max(READ_ONCE(lrugen->nr_pages[gen][type][zone]), 0L);
5289
5290                         total += size;
5291                         if (seq == max_seq)
5292                                 young += size;
5293                         else if (seq + MIN_NR_GENS == max_seq)
5294                                 old += size;
5295                 }
5296         }
5297
5298         /* try to scrape all its memory if this memcg was deleted */
5299         if (!mem_cgroup_online(memcg)) {
5300                 *nr_to_scan = total;
5301                 return false;
5302         }
5303
5304         *nr_to_scan = total >> sc->priority;
5305
5306         /*
5307          * The aging tries to be lazy to reduce the overhead, while the eviction
5308          * stalls when the number of generations reaches MIN_NR_GENS. Hence, the
5309          * ideal number of generations is MIN_NR_GENS+1.
5310          */
5311         if (min_seq[!can_swap] + MIN_NR_GENS < max_seq)
5312                 return false;
5313
5314         /*
5315          * It's also ideal to spread pages out evenly, i.e., 1/(MIN_NR_GENS+1)
5316          * of the total number of pages for each generation. A reasonable range
5317          * for this average portion is [1/MIN_NR_GENS, 1/(MIN_NR_GENS+2)]. The
5318          * aging cares about the upper bound of hot pages, while the eviction
5319          * cares about the lower bound of cold pages.
5320          */
5321         if (young * MIN_NR_GENS > total)
5322                 return true;
5323         if (old * (MIN_NR_GENS + 2) < total)
5324                 return true;
5325
5326         return false;
5327 }
5328
5329 /*
5330  * For future optimizations:
5331  * 1. Defer try_to_inc_max_seq() to workqueues to reduce latency for memcg
5332  *    reclaim.
5333  */
5334 static long get_nr_to_scan(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc, bool can_swap)
5335 {
5336         unsigned long nr_to_scan;
5337         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
5338         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
5339
5340         if (mem_cgroup_below_min(sc->target_mem_cgroup, memcg))
5341                 return -1;
5342
5343         if (!should_run_aging(lruvec, max_seq, sc, can_swap, &nr_to_scan))
5344                 return nr_to_scan;
5345
5346         /* skip the aging path at the default priority */
5347         if (sc->priority == DEF_PRIORITY)
5348                 return nr_to_scan;
5349
5350         /* skip this lruvec as it's low on cold folios */
5351         return try_to_inc_max_seq(lruvec, max_seq, sc, can_swap, false) ? -1 : 0;
5352 }
5353
5354 static bool should_abort_scan(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
5355 {
5356         int i;
5357         enum zone_watermarks mark;
5358
5359         /* don't abort memcg reclaim to ensure fairness */
5360         if (!root_reclaim(sc))
5361                 return false;
5362
5363         if (sc->nr_reclaimed >= max(sc->nr_to_reclaim, compact_gap(sc->order)))
5364                 return true;
5365
5366         /* check the order to exclude compaction-induced reclaim */
5367         if (!current_is_kswapd() || sc->order)
5368                 return false;
5369
5370         mark = sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING ?
5371                WMARK_PROMO : WMARK_HIGH;
5372
5373         for (i = 0; i <= sc->reclaim_idx; i++) {
5374                 struct zone *zone = lruvec_pgdat(lruvec)->node_zones + i;
5375                 unsigned long size = wmark_pages(zone, mark) + MIN_LRU_BATCH;
5376
5377                 if (managed_zone(zone) && !zone_watermark_ok(zone, 0, size, sc->reclaim_idx, 0))
5378                         return false;
5379         }
5380
5381         /* kswapd should abort if all eligible zones are safe */
5382         return true;
5383 }
5384
5385 static bool try_to_shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
5386 {
5387         long nr_to_scan;
5388         unsigned long scanned = 0;
5389         int swappiness = get_swappiness(lruvec, sc);
5390
5391         /* clean file folios are more likely to exist */
5392         if (swappiness && !(sc->gfp_mask & __GFP_IO))
5393                 swappiness = 1;
5394
5395         while (true) {
5396                 int delta;
5397
5398                 nr_to_scan = get_nr_to_scan(lruvec, sc, swappiness);
5399                 if (nr_to_scan <= 0)
5400                         break;
5401
5402                 delta = evict_folios(lruvec, sc, swappiness);
5403                 if (!delta)
5404                         break;
5405
5406                 scanned += delta;
5407                 if (scanned >= nr_to_scan)
5408                         break;
5409
5410                 if (should_abort_scan(lruvec, sc))
5411                         break;
5412
5413                 cond_resched();
5414         }
5415
5416         /* whether this lruvec should be rotated */
5417         return nr_to_scan < 0;
5418 }
5419
5420 static int shrink_one(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
5421 {
5422         bool success;
5423         unsigned long scanned = sc->nr_scanned;
5424         unsigned long reclaimed = sc->nr_reclaimed;
5425         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
5426         struct pglist_data *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
5427
5428         mem_cgroup_calculate_protection(NULL, memcg);
5429
5430         if (mem_cgroup_below_min(NULL, memcg))
5431                 return MEMCG_LRU_YOUNG;
5432
5433         if (mem_cgroup_below_low(NULL, memcg)) {
5434                 /* see the comment on MEMCG_NR_GENS */
5435                 if (lru_gen_memcg_seg(lruvec) != MEMCG_LRU_TAIL)
5436                         return MEMCG_LRU_TAIL;
5437
5438                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_LOW);
5439         }
5440
5441         success = try_to_shrink_lruvec(lruvec, sc);
5442
5443         shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, memcg, sc->priority);
5444
5445         if (!sc->proactive)
5446                 vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false, sc->nr_scanned - scanned,
5447                            sc->nr_reclaimed - reclaimed);
5448
5449         flush_reclaim_state(sc);
5450
5451         if (success && mem_cgroup_online(memcg))
5452                 return MEMCG_LRU_YOUNG;
5453
5454         if (!success && lruvec_is_sizable(lruvec, sc))
5455                 return 0;
5456
5457         /* one retry if offlined or too small */
5458         return lru_gen_memcg_seg(lruvec) != MEMCG_LRU_TAIL ?
5459                MEMCG_LRU_TAIL : MEMCG_LRU_YOUNG;
5460 }
5461
5462 #ifdef CONFIG_MEMCG
5463
5464 static void shrink_many(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
5465 {
5466         int op;
5467         int gen;
5468         int bin;
5469         int first_bin;
5470         struct lruvec *lruvec;
5471         struct lru_gen_folio *lrugen;
5472         struct mem_cgroup *memcg;
5473         struct hlist_nulls_node *pos;
5474
5475         gen = get_memcg_gen(READ_ONCE(pgdat->memcg_lru.seq));
5476         bin = first_bin = get_random_u32_below(MEMCG_NR_BINS);
5477 restart:
5478         op = 0;
5479         memcg = NULL;
5480
5481         rcu_read_lock();
5482
5483         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(lrugen, pos, &pgdat->memcg_lru.fifo[gen][bin], list) {
5484                 if (op) {
5485                         lru_gen_rotate_memcg(lruvec, op);
5486                         op = 0;
5487                 }
5488
5489                 mem_cgroup_put(memcg);
5490                 memcg = NULL;
5491
5492                 if (gen != READ_ONCE(lrugen->gen))
5493                         continue;
5494
5495                 lruvec = container_of(lrugen, struct lruvec, lrugen);
5496                 memcg = lruvec_memcg(lruvec);
5497
5498                 if (!mem_cgroup_tryget(memcg)) {
5499                         lru_gen_release_memcg(memcg);
5500                         memcg = NULL;
5501                         continue;
5502                 }
5503
5504                 rcu_read_unlock();
5505
5506                 op = shrink_one(lruvec, sc);
5507
5508                 rcu_read_lock();
5509
5510                 if (should_abort_scan(lruvec, sc))
5511                         break;
5512         }
5513
5514         rcu_read_unlock();
5515
5516         if (op)
5517                 lru_gen_rotate_memcg(lruvec, op);
5518
5519         mem_cgroup_put(memcg);
5520
5521         if (!is_a_nulls(pos))
5522                 return;
5523
5524         /* restart if raced with lru_gen_rotate_memcg() */
5525         if (gen != get_nulls_value(pos))
5526                 goto restart;
5527
5528         /* try the rest of the bins of the current generation */
5529         bin = get_memcg_bin(bin + 1);
5530         if (bin != first_bin)
5531                 goto restart;
5532 }
5533
5534 static void lru_gen_shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
5535 {
5536         struct blk_plug plug;
5537
5538         VM_WARN_ON_ONCE(root_reclaim(sc));
5539         VM_WARN_ON_ONCE(!sc->may_writepage || !sc->may_unmap);
5540
5541         lru_add_drain();
5542
5543         blk_start_plug(&plug);
5544
5545         set_mm_walk(NULL, sc->proactive);
5546
5547         if (try_to_shrink_lruvec(lruvec, sc))
5548                 lru_gen_rotate_memcg(lruvec, MEMCG_LRU_YOUNG);
5549
5550         clear_mm_walk();
5551
5552         blk_finish_plug(&plug);
5553 }
5554
5555 #else /* !CONFIG_MEMCG */
5556
5557 static void shrink_many(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
5558 {
5559         BUILD_BUG();
5560 }
5561
5562 static void lru_gen_shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
5563 {
5564         BUILD_BUG();
5565 }
5566
5567 #endif
5568
5569 static void set_initial_priority(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
5570 {
5571         int priority;
5572         unsigned long reclaimable;
5573         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NULL, pgdat);
5574
5575         if (sc->priority != DEF_PRIORITY || sc->nr_to_reclaim < MIN_LRU_BATCH)
5576                 return;
5577         /*
5578          * Determine the initial priority based on
5579          * (total >> priority) * reclaimed_to_scanned_ratio = nr_to_reclaim,
5580          * where reclaimed_to_scanned_ratio = inactive / total.
5581          */
5582         reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
5583         if (get_swappiness(lruvec, sc))
5584                 reclaimable += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
5585
5586         /* round down reclaimable and round up sc->nr_to_reclaim */
5587         priority = fls_long(reclaimable) - 1 - fls_long(sc->nr_to_reclaim - 1);
5588
5589         sc->priority = clamp(priority, 0, DEF_PRIORITY);
5590 }
5591
5592 static void lru_gen_shrink_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
5593 {
5594         struct blk_plug plug;
5595         unsigned long reclaimed = sc->nr_reclaimed;
5596
5597         VM_WARN_ON_ONCE(!root_reclaim(sc));
5598
5599         /*
5600          * Unmapped clean folios are already prioritized. Scanning for more of
5601          * them is likely futile and can cause high reclaim latency when there
5602          * is a large number of memcgs.
5603          */
5604         if (!sc->may_writepage || !sc->may_unmap)
5605                 goto done;
5606
5607         lru_add_drain();
5608
5609         blk_start_plug(&plug);
5610
5611         set_mm_walk(pgdat, sc->proactive);
5612
5613         set_initial_priority(pgdat, sc);
5614
5615         if (current_is_kswapd())
5616                 sc->nr_reclaimed = 0;
5617
5618         if (mem_cgroup_disabled())
5619                 shrink_one(&pgdat->__lruvec, sc);
5620         else
5621                 shrink_many(pgdat, sc);
5622
5623         if (current_is_kswapd())
5624                 sc->nr_reclaimed += reclaimed;
5625
5626         clear_mm_walk();
5627
5628         blk_finish_plug(&plug);
5629 done:
5630         /* kswapd should never fail */
5631         pgdat->kswapd_failures = 0;
5632 }
5633
5634 /******************************************************************************
5635  *                          state change
5636  ******************************************************************************/
5637
5638 static bool __maybe_unused state_is_valid(struct lruvec *lruvec)
5639 {
5640         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
5641
5642         if (lrugen->enabled) {
5643                 enum lru_list lru;
5644
5645                 for_each_evictable_lru(lru) {
5646                         if (!list_empty(&lruvec->lists[lru]))
5647                                 return false;
5648                 }
5649         } else {
5650                 int gen, type, zone;
5651
5652                 for_each_gen_type_zone(gen, type, zone) {
5653                         if (!list_empty(&lrugen->folios[gen][type][zone]))
5654                                 return false;
5655                 }
5656         }
5657
5658         return true;
5659 }
5660
5661 static bool fill_evictable(struct lruvec *lruvec)
5662 {
5663         enum lru_list lru;
5664         int remaining = MAX_LRU_BATCH;
5665
5666         for_each_evictable_lru(lru) {
5667                 int type = is_file_lru(lru);
5668                 bool active = is_active_lru(lru);
5669                 struct list_head *head = &lruvec->lists[lru];
5670
5671                 while (!list_empty(head)) {
5672                         bool success;
5673                         struct folio *folio = lru_to_folio(head);
5674
5675                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
5676                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_active(folio) != active, folio);
5677                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_is_file_lru(folio) != type, folio);
5678                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_lru_gen(folio) != -1, folio);
5679
5680                         lruvec_del_folio(lruvec, folio);
5681                         success = lru_gen_add_folio(lruvec, folio, false);
5682                         VM_WARN_ON_ONCE(!success);
5683
5684                         if (!--remaining)
5685                                 return false;
5686                 }
5687         }
5688
5689         return true;
5690 }
5691
5692 static bool drain_evictable(struct lruvec *lruvec)
5693 {
5694         int gen, type, zone;
5695         int remaining = MAX_LRU_BATCH;
5696
5697         for_each_gen_type_zone(gen, type, zone) {
5698                 struct list_head *head = &lruvec->lrugen.folios[gen][type][zone];
5699
5700                 while (!list_empty(head)) {
5701                         bool success;
5702                         struct folio *folio = lru_to_folio(head);
5703
5704                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
5705                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_test_active(folio), folio);
5706                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_is_file_lru(folio) != type, folio);
5707                         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(folio_zonenum(folio) != zone, folio);
5708
5709                         success = lru_gen_del_folio(lruvec, folio, false);
5710                         VM_WARN_ON_ONCE(!success);
5711                         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
5712
5713                         if (!--remaining)
5714                                 return false;
5715                 }
5716         }
5717
5718         return true;
5719 }
5720
5721 static void lru_gen_change_state(bool enabled)
5722 {
5723         static DEFINE_MUTEX(state_mutex);
5724
5725         struct mem_cgroup *memcg;
5726
5727         cgroup_lock();
5728         cpus_read_lock();
5729         get_online_mems();
5730         mutex_lock(&state_mutex);
5731
5732         if (enabled == lru_gen_enabled())
5733                 goto unlock;
5734
5735         if (enabled)
5736                 static_branch_enable_cpuslocked(&lru_gen_caps[LRU_GEN_CORE]);
5737         else
5738                 static_branch_disable_cpuslocked(&lru_gen_caps[LRU_GEN_CORE]);
5739
5740         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
5741         do {
5742                 int nid;
5743
5744                 for_each_node(nid) {
5745                         struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
5746
5747                         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
5748
5749                         VM_WARN_ON_ONCE(!seq_is_valid(lruvec));
5750                         VM_WARN_ON_ONCE(!state_is_valid(lruvec));
5751
5752                         lruvec->lrugen.enabled = enabled;
5753
5754                         while (!(enabled ? fill_evictable(lruvec) : drain_evictable(lruvec))) {
5755                                 spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
5756                                 cond_resched();
5757                                 spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
5758                         }
5759
5760                         spin_unlock_irq(&lruvec->lru_lock);
5761                 }
5762
5763                 cond_resched();
5764         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)));
5765 unlock:
5766         mutex_unlock(&state_mutex);
5767         put_online_mems();
5768         cpus_read_unlock();
5769         cgroup_unlock();
5770 }
5771
5772 /******************************************************************************
5773  *                          sysfs interface
5774  ******************************************************************************/
5775
5776 static ssize_t min_ttl_ms_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)
5777 {
5778         return sysfs_emit(buf, "%u\n", jiffies_to_msecs(READ_ONCE(lru_gen_min_ttl)));
5779 }
5780
5781 /* see Documentation/admin-guide/mm/multigen_lru.rst for details */
5782 static ssize_t min_ttl_ms_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
5783                                 const char *buf, size_t len)
5784 {
5785         unsigned int msecs;
5786
5787         if (kstrtouint(buf, 0, &msecs))
5788                 return -EINVAL;
5789
5790         WRITE_ONCE(lru_gen_min_ttl, msecs_to_jiffies(msecs));
5791
5792         return len;
5793 }
5794
5795 static struct kobj_attribute lru_gen_min_ttl_attr = __ATTR_RW(min_ttl_ms);
5796
5797 static ssize_t enabled_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)
5798 {
5799         unsigned int caps = 0;
5800
5801         if (get_cap(LRU_GEN_CORE))
5802                 caps |= BIT(LRU_GEN_CORE);
5803
5804         if (should_walk_mmu())
5805                 caps |= BIT(LRU_GEN_MM_WALK);
5806
5807         if (should_clear_pmd_young())
5808                 caps |= BIT(LRU_GEN_NONLEAF_YOUNG);
5809
5810         return sysfs_emit(buf, "0x%04x\n", caps);
5811 }
5812
5813 /* see Documentation/admin-guide/mm/multigen_lru.rst for details */
5814 static ssize_t enabled_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
5815                              const char *buf, size_t len)
5816 {
5817         int i;
5818         unsigned int caps;
5819
5820         if (tolower(*buf) == 'n')
5821                 caps = 0;
5822         else if (tolower(*buf) == 'y')
5823                 caps = -1;
5824         else if (kstrtouint(buf, 0, &caps))
5825                 return -EINVAL;
5826
5827         for (i = 0; i < NR_LRU_GEN_CAPS; i++) {
5828                 bool enabled = caps & BIT(i);
5829
5830                 if (i == LRU_GEN_CORE)
5831                         lru_gen_change_state(enabled);
5832                 else if (enabled)
5833                         static_branch_enable(&lru_gen_caps[i]);
5834                 else
5835                         static_branch_disable(&lru_gen_caps[i]);
5836         }
5837
5838         return len;
5839 }
5840
5841 static struct kobj_attribute lru_gen_enabled_attr = __ATTR_RW(enabled);
5842
5843 static struct attribute *lru_gen_attrs[] = {
5844         &lru_gen_min_ttl_attr.attr,
5845         &lru_gen_enabled_attr.attr,
5846         NULL
5847 };
5848
5849 static const struct attribute_group lru_gen_attr_group = {
5850         .name = "lru_gen",
5851         .attrs = lru_gen_attrs,
5852 };
5853
5854 /******************************************************************************
5855  *                          debugfs interface
5856  ******************************************************************************/
5857
5858 static void *lru_gen_seq_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5859 {
5860         struct mem_cgroup *memcg;
5861         loff_t nr_to_skip = *pos;
5862
5863         m->private = kvmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
5864         if (!m->private)
5865                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5866
5867         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
5868         do {
5869                 int nid;
5870
5871                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5872                         if (!nr_to_skip--)
5873                                 return get_lruvec(memcg, nid);
5874                 }
5875         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL)));
5876
5877         return NULL;
5878 }
5879
5880 static void lru_gen_seq_stop(struct seq_file *m, void *v)
5881 {
5882         if (!IS_ERR_OR_NULL(v))
5883                 mem_cgroup_iter_break(NULL, lruvec_memcg(v));
5884
5885         kvfree(m->private);
5886         m->private = NULL;
5887 }
5888
5889 static void *lru_gen_seq_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
5890 {
5891         int nid = lruvec_pgdat(v)->node_id;
5892         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(v);
5893
5894         ++*pos;
5895
5896         nid = next_memory_node(nid);
5897         if (nid == MAX_NUMNODES) {
5898                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
5899                 if (!memcg)
5900                         return NULL;
5901
5902                 nid = first_memory_node;
5903         }
5904
5905         return get_lruvec(memcg, nid);
5906 }
5907
5908 static void lru_gen_seq_show_full(struct seq_file *m, struct lruvec *lruvec,
5909                                   unsigned long max_seq, unsigned long *min_seq,
5910                                   unsigned long seq)
5911 {
5912         int i;
5913         int type, tier;
5914         int hist = lru_hist_from_seq(seq);
5915         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
5916
5917         for (tier = 0; tier < MAX_NR_TIERS; tier++) {
5918                 seq_printf(m, "            %10d", tier);
5919                 for (type = 0; type < ANON_AND_FILE; type++) {
5920                         const char *s = "   ";
5921                         unsigned long n[3] = {};
5922
5923                         if (seq == max_seq) {
5924                                 s = "RT ";
5925                                 n[0] = READ_ONCE(lrugen->avg_refaulted[type][tier]);
5926                                 n[1] = READ_ONCE(lrugen->avg_total[type][tier]);
5927                         } else if (seq == min_seq[type] || NR_HIST_GENS > 1) {
5928                                 s = "rep";
5929                                 n[0] = atomic_long_read(&lrugen->refaulted[hist][type][tier]);
5930                                 n[1] = atomic_long_read(&lrugen->evicted[hist][type][tier]);
5931                                 if (tier)
5932                                         n[2] = READ_ONCE(lrugen->protected[hist][type][tier - 1]);
5933                         }
5934
5935                         for (i = 0; i < 3; i++)
5936                                 seq_printf(m, " %10lu%c", n[i], s[i]);
5937                 }
5938                 seq_putc(m, '\n');
5939         }
5940
5941         seq_puts(m, "                      ");
5942         for (i = 0; i < NR_MM_STATS; i++) {
5943                 const char *s = "      ";
5944                 unsigned long n = 0;
5945
5946                 if (seq == max_seq && NR_HIST_GENS == 1) {
5947                         s = "LOYNFA";
5948                         n = READ_ONCE(lruvec->mm_state.stats[hist][i]);
5949                 } else if (seq != max_seq && NR_HIST_GENS > 1) {
5950                         s = "loynfa";
5951                         n = READ_ONCE(lruvec->mm_state.stats[hist][i]);
5952                 }
5953
5954                 seq_printf(m, " %10lu%c", n, s[i]);
5955         }
5956         seq_putc(m, '\n');
5957 }
5958
5959 /* see Documentation/admin-guide/mm/multigen_lru.rst for details */
5960 static int lru_gen_seq_show(struct seq_file *m, void *v)
5961 {
5962         unsigned long seq;
5963         bool full = !debugfs_real_fops(m->file)->write;
5964         struct lruvec *lruvec = v;
5965         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
5966         int nid = lruvec_pgdat(lruvec)->node_id;
5967         struct mem_cgroup *memcg = lruvec_memcg(lruvec);
5968         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
5969         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
5970
5971         if (nid == first_memory_node) {
5972                 const char *path = memcg ? m->private : "";
5973
5974 #ifdef CONFIG_MEMCG
5975                 if (memcg)
5976                         cgroup_path(memcg->css.cgroup, m->private, PATH_MAX);
5977 #endif
5978                 seq_printf(m, "memcg %5hu %s\n", mem_cgroup_id(memcg), path);
5979         }
5980
5981         seq_printf(m, " node %5d\n", nid);
5982
5983         if (!full)
5984                 seq = min_seq[LRU_GEN_ANON];
5985         else if (max_seq >= MAX_NR_GENS)
5986                 seq = max_seq - MAX_NR_GENS + 1;
5987         else
5988                 seq = 0;
5989
5990         for (; seq <= max_seq; seq++) {
5991                 int type, zone;
5992                 int gen = lru_gen_from_seq(seq);
5993                 unsigned long birth = READ_ONCE(lruvec->lrugen.timestamps[gen]);
5994
5995                 seq_printf(m, " %10lu %10u", seq, jiffies_to_msecs(jiffies - birth));
5996
5997                 for (type = 0; type < ANON_AND_FILE; type++) {
5998                         unsigned long size = 0;
5999                         char mark = full && seq < min_seq[type] ? 'x' : ' ';
6000
6001                         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++)
6002                                 size += max(READ_ONCE(lrugen->nr_pages[gen][type][zone]), 0L);
6003
6004                         seq_printf(m, " %10lu%c", size, mark);
6005                 }
6006
6007                 seq_putc(m, '\n');
6008
6009                 if (full)
6010                         lru_gen_seq_show_full(m, lruvec, max_seq, min_seq, seq);
6011         }
6012
6013         return 0;
6014 }
6015
6016 static const struct seq_operations lru_gen_seq_ops = {
6017         .start = lru_gen_seq_start,
6018         .stop = lru_gen_seq_stop,
6019         .next = lru_gen_seq_next,
6020         .show = lru_gen_seq_show,
6021 };
6022
6023 static int run_aging(struct lruvec *lruvec, unsigned long seq, struct scan_control *sc,
6024                      bool can_swap, bool force_scan)
6025 {
6026         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
6027         DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
6028
6029         if (seq < max_seq)
6030                 return 0;
6031
6032         if (seq > max_seq)
6033                 return -EINVAL;
6034
6035         if (!force_scan && min_seq[!can_swap] + MAX_NR_GENS - 1 <= max_seq)
6036                 return -ERANGE;
6037
6038         try_to_inc_max_seq(lruvec, max_seq, sc, can_swap, force_scan);
6039
6040         return 0;
6041 }
6042
6043 static int run_eviction(struct lruvec *lruvec, unsigned long seq, struct scan_control *sc,
6044                         int swappiness, unsigned long nr_to_reclaim)
6045 {
6046         DEFINE_MAX_SEQ(lruvec);
6047
6048         if (seq + MIN_NR_GENS > max_seq)
6049                 return -EINVAL;
6050
6051         sc->nr_reclaimed = 0;
6052
6053         while (!signal_pending(current)) {
6054                 DEFINE_MIN_SEQ(lruvec);
6055
6056                 if (seq < min_seq[!swappiness])
6057                         return 0;
6058
6059                 if (sc->nr_reclaimed >= nr_to_reclaim)
6060                         return 0;
6061
6062                 if (!evict_folios(lruvec, sc, swappiness))
6063                         return 0;
6064
6065                 cond_resched();
6066         }
6067
6068         return -EINTR;
6069 }
6070
6071 static int run_cmd(char cmd, int memcg_id, int nid, unsigned long seq,
6072                    struct scan_control *sc, int swappiness, unsigned long opt)
6073 {
6074         struct lruvec *lruvec;
6075         int err = -EINVAL;
6076         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6077
6078         if (nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES || !node_state(nid, N_MEMORY))
6079                 return -EINVAL;
6080
6081         if (!mem_cgroup_disabled()) {
6082                 rcu_read_lock();
6083
6084                 memcg = mem_cgroup_from_id(memcg_id);
6085                 if (!mem_cgroup_tryget(memcg))
6086                         memcg = NULL;
6087
6088                 rcu_read_unlock();
6089
6090                 if (!memcg)
6091                         return -EINVAL;
6092         }
6093
6094         if (memcg_id != mem_cgroup_id(memcg))
6095                 goto done;
6096
6097         lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
6098
6099         if (swappiness < 0)
6100                 swappiness = get_swappiness(lruvec, sc);
6101         else if (swappiness > 200)
6102                 goto done;
6103
6104         switch (cmd) {
6105         case '+':
6106                 err = run_aging(lruvec, seq, sc, swappiness, opt);
6107                 break;
6108         case '-':
6109                 err = run_eviction(lruvec, seq, sc, swappiness, opt);
6110                 break;
6111         }
6112 done:
6113         mem_cgroup_put(memcg);
6114
6115         return err;
6116 }
6117
6118 /* see Documentation/admin-guide/mm/multigen_lru.rst for details */
6119 static ssize_t lru_gen_seq_write(struct file *file, const char __user *src,
6120                                  size_t len, loff_t *pos)
6121 {
6122         void *buf;
6123         char *cur, *next;
6124         unsigned int flags;
6125         struct blk_plug plug;
6126         int err = -EINVAL;
6127         struct scan_control sc = {
6128                 .may_writepage = true,
6129                 .may_unmap = true,
6130                 .may_swap = true,
6131                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
6132                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
6133         };
6134
6135         buf = kvmalloc(len + 1, GFP_KERNEL);
6136         if (!buf)
6137                 return -ENOMEM;
6138
6139         if (copy_from_user(buf, src, len)) {
6140                 kvfree(buf);
6141                 return -EFAULT;
6142         }
6143
6144         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
6145         flags = memalloc_noreclaim_save();
6146         blk_start_plug(&plug);
6147         if (!set_mm_walk(NULL, true)) {
6148                 err = -ENOMEM;
6149                 goto done;
6150         }
6151
6152         next = buf;
6153         next[len] = '\0';
6154
6155         while ((cur = strsep(&next, ",;\n"))) {
6156                 int n;
6157                 int end;
6158                 char cmd;
6159                 unsigned int memcg_id;
6160                 unsigned int nid;
6161                 unsigned long seq;
6162                 unsigned int swappiness = -1;
6163                 unsigned long opt = -1;
6164
6165                 cur = skip_spaces(cur);
6166                 if (!*cur)
6167                         continue;
6168
6169                 n = sscanf(cur, "%c %u %u %lu %n %u %n %lu %n", &cmd, &memcg_id, &nid,
6170                            &seq, &end, &swappiness, &end, &opt, &end);
6171                 if (n < 4 || cur[end]) {
6172                         err = -EINVAL;
6173                         break;
6174                 }
6175
6176                 err = run_cmd(cmd, memcg_id, nid, seq, &sc, swappiness, opt);
6177                 if (err)
6178                         break;
6179         }
6180 done:
6181         clear_mm_walk();
6182         blk_finish_plug(&plug);
6183         memalloc_noreclaim_restore(flags);
6184         set_task_reclaim_state(current, NULL);
6185
6186         kvfree(buf);
6187
6188         return err ? : len;
6189 }
6190
6191 static int lru_gen_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
6192 {
6193         return seq_open(file, &lru_gen_seq_ops);
6194 }
6195
6196 static const struct file_operations lru_gen_rw_fops = {
6197         .open = lru_gen_seq_open,
6198         .read = seq_read,
6199         .write = lru_gen_seq_write,
6200         .llseek = seq_lseek,
6201         .release = seq_release,
6202 };
6203
6204 static const struct file_operations lru_gen_ro_fops = {
6205         .open = lru_gen_seq_open,
6206         .read = seq_read,
6207         .llseek = seq_lseek,
6208         .release = seq_release,
6209 };
6210
6211 /******************************************************************************
6212  *                          initialization
6213  ******************************************************************************/
6214
6215 void lru_gen_init_lruvec(struct lruvec *lruvec)
6216 {
6217         int i;
6218         int gen, type, zone;
6219         struct lru_gen_folio *lrugen = &lruvec->lrugen;
6220
6221         lrugen->max_seq = MIN_NR_GENS + 1;
6222         lrugen->enabled = lru_gen_enabled();
6223
6224         for (i = 0; i <= MIN_NR_GENS + 1; i++)
6225                 lrugen->timestamps[i] = jiffies;
6226
6227         for_each_gen_type_zone(gen, type, zone)
6228                 INIT_LIST_HEAD(&lrugen->folios[gen][type][zone]);
6229
6230         lruvec->mm_state.seq = MIN_NR_GENS;
6231 }
6232
6233 #ifdef CONFIG_MEMCG
6234
6235 void lru_gen_init_pgdat(struct pglist_data *pgdat)
6236 {
6237         int i, j;
6238
6239         spin_lock_init(&pgdat->memcg_lru.lock);
6240
6241         for (i = 0; i < MEMCG_NR_GENS; i++) {
6242                 for (j = 0; j < MEMCG_NR_BINS; j++)
6243                         INIT_HLIST_NULLS_HEAD(&pgdat->memcg_lru.fifo[i][j], i);
6244         }
6245 }
6246
6247 void lru_gen_init_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
6248 {
6249         INIT_LIST_HEAD(&memcg->mm_list.fifo);
6250         spin_lock_init(&memcg->mm_list.lock);
6251 }
6252
6253 void lru_gen_exit_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
6254 {
6255         int i;
6256         int nid;
6257
6258         VM_WARN_ON_ONCE(!list_empty(&memcg->mm_list.fifo));
6259
6260         for_each_node(nid) {
6261                 struct lruvec *lruvec = get_lruvec(memcg, nid);
6262
6263                 VM_WARN_ON_ONCE(memchr_inv(lruvec->lrugen.nr_pages, 0,
6264                                            sizeof(lruvec->lrugen.nr_pages)));
6265
6266                 lruvec->lrugen.list.next = LIST_POISON1;
6267
6268                 for (i = 0; i < NR_BLOOM_FILTERS; i++) {
6269                         bitmap_free(lruvec->mm_state.filters[i]);
6270                         lruvec->mm_state.filters[i] = NULL;
6271                 }
6272         }
6273 }
6274
6275 #endif /* CONFIG_MEMCG */
6276
6277 static int __init init_lru_gen(void)
6278 {
6279         BUILD_BUG_ON(MIN_NR_GENS + 1 >= MAX_NR_GENS);
6280         BUILD_BUG_ON(BIT(LRU_GEN_WIDTH) <= MAX_NR_GENS);
6281
6282         if (sysfs_create_group(mm_kobj, &lru_gen_attr_group))
6283                 pr_err("lru_gen: failed to create sysfs group\n");
6284
6285         debugfs_create_file("lru_gen", 0644, NULL, NULL, &lru_gen_rw_fops);
6286         debugfs_create_file("lru_gen_full", 0444, NULL, NULL, &lru_gen_ro_fops);
6287
6288         return 0;
6289 };
6290 late_initcall(init_lru_gen);
6291
6292 #else /* !CONFIG_LRU_GEN */
6293
6294 static void lru_gen_age_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
6295 {
6296 }
6297
6298 static void lru_gen_shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
6299 {
6300 }
6301
6302 static void lru_gen_shrink_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
6303 {
6304 }
6305
6306 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
6307
6308 static void shrink_lruvec(struct lruvec *lruvec, struct scan_control *sc)
6309 {
6310         unsigned long nr[NR_LRU_LISTS];
6311         unsigned long targets[NR_LRU_LISTS];
6312         unsigned long nr_to_scan;
6313         enum lru_list lru;
6314         unsigned long nr_reclaimed = 0;
6315         unsigned long nr_to_reclaim = sc->nr_to_reclaim;
6316         bool proportional_reclaim;
6317         struct blk_plug plug;
6318
6319         if (lru_gen_enabled() && !root_reclaim(sc)) {
6320                 lru_gen_shrink_lruvec(lruvec, sc);
6321                 return;
6322         }
6323
6324         get_scan_count(lruvec, sc, nr);
6325
6326         /* Record the original scan target for proportional adjustments later */
6327         memcpy(targets, nr, sizeof(nr));
6328
6329         /*
6330          * Global reclaiming within direct reclaim at DEF_PRIORITY is a normal
6331          * event that can occur when there is little memory pressure e.g.
6332          * multiple streaming readers/writers. Hence, we do not abort scanning
6333          * when the requested number of pages are reclaimed when scanning at
6334          * DEF_PRIORITY on the assumption that the fact we are direct
6335          * reclaiming implies that kswapd is not keeping up and it is best to
6336          * do a batch of work at once. For memcg reclaim one check is made to
6337          * abort proportional reclaim if either the file or anon lru has already
6338          * dropped to zero at the first pass.
6339          */
6340         proportional_reclaim = (!cgroup_reclaim(sc) && !current_is_kswapd() &&
6341                                 sc->priority == DEF_PRIORITY);
6342
6343         blk_start_plug(&plug);
6344         while (nr[LRU_INACTIVE_ANON] || nr[LRU_ACTIVE_FILE] ||
6345                                         nr[LRU_INACTIVE_FILE]) {
6346                 unsigned long nr_anon, nr_file, percentage;
6347                 unsigned long nr_scanned;
6348
6349                 for_each_evictable_lru(lru) {
6350                         if (nr[lru]) {
6351                                 nr_to_scan = min(nr[lru], SWAP_CLUSTER_MAX);
6352                                 nr[lru] -= nr_to_scan;
6353
6354                                 nr_reclaimed += shrink_list(lru, nr_to_scan,
6355                                                             lruvec, sc);
6356                         }
6357                 }
6358
6359                 cond_resched();
6360
6361                 if (nr_reclaimed < nr_to_reclaim || proportional_reclaim)
6362                         continue;
6363
6364                 /*
6365                  * For kswapd and memcg, reclaim at least the number of pages
6366                  * requested. Ensure that the anon and file LRUs are scanned
6367                  * proportionally what was requested by get_scan_count(). We
6368                  * stop reclaiming one LRU and reduce the amount scanning
6369                  * proportional to the original scan target.
6370                  */
6371                 nr_file = nr[LRU_INACTIVE_FILE] + nr[LRU_ACTIVE_FILE];
6372                 nr_anon = nr[LRU_INACTIVE_ANON] + nr[LRU_ACTIVE_ANON];
6373
6374                 /*
6375                  * It's just vindictive to attack the larger once the smaller
6376                  * has gone to zero.  And given the way we stop scanning the
6377                  * smaller below, this makes sure that we only make one nudge
6378                  * towards proportionality once we've got nr_to_reclaim.
6379                  */
6380                 if (!nr_file || !nr_anon)
6381                         break;
6382
6383                 if (nr_file > nr_anon) {
6384                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_ANON] +
6385                                                 targets[LRU_ACTIVE_ANON] + 1;
6386                         lru = LRU_BASE;
6387                         percentage = nr_anon * 100 / scan_target;
6388                 } else {
6389                         unsigned long scan_target = targets[LRU_INACTIVE_FILE] +
6390                                                 targets[LRU_ACTIVE_FILE] + 1;
6391                         lru = LRU_FILE;
6392                         percentage = nr_file * 100 / scan_target;
6393                 }
6394
6395                 /* Stop scanning the smaller of the LRU */
6396                 nr[lru] = 0;
6397                 nr[lru + LRU_ACTIVE] = 0;
6398
6399                 /*
6400                  * Recalculate the other LRU scan count based on its original
6401                  * scan target and the percentage scanning already complete
6402                  */
6403                 lru = (lru == LRU_FILE) ? LRU_BASE : LRU_FILE;
6404                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
6405                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
6406                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
6407
6408                 lru += LRU_ACTIVE;
6409                 nr_scanned = targets[lru] - nr[lru];
6410                 nr[lru] = targets[lru] * (100 - percentage) / 100;
6411                 nr[lru] -= min(nr[lru], nr_scanned);
6412         }
6413         blk_finish_plug(&plug);
6414         sc->nr_reclaimed += nr_reclaimed;
6415
6416         /*
6417          * Even if we did not try to evict anon pages at all, we want to
6418          * rebalance the anon lru active/inactive ratio.
6419          */
6420         if (can_age_anon_pages(lruvec_pgdat(lruvec), sc) &&
6421             inactive_is_low(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
6422                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
6423                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
6424 }
6425
6426 /* Use reclaim/compaction for costly allocs or under memory pressure */
6427 static bool in_reclaim_compaction(struct scan_control *sc)
6428 {
6429         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && sc->order &&
6430                         (sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER ||
6431                          sc->priority < DEF_PRIORITY - 2))
6432                 return true;
6433
6434         return false;
6435 }
6436
6437 /*
6438  * Reclaim/compaction is used for high-order allocation requests. It reclaims
6439  * order-0 pages before compacting the zone. should_continue_reclaim() returns
6440  * true if more pages should be reclaimed such that when the page allocator
6441  * calls try_to_compact_pages() that it will have enough free pages to succeed.
6442  * It will give up earlier than that if there is difficulty reclaiming pages.
6443  */
6444 static inline bool should_continue_reclaim(struct pglist_data *pgdat,
6445                                         unsigned long nr_reclaimed,
6446                                         struct scan_control *sc)
6447 {
6448         unsigned long pages_for_compaction;
6449         unsigned long inactive_lru_pages;
6450         int z;
6451
6452         /* If not in reclaim/compaction mode, stop */
6453         if (!in_reclaim_compaction(sc))
6454                 return false;
6455
6456         /*
6457          * Stop if we failed to reclaim any pages from the last SWAP_CLUSTER_MAX
6458          * number of pages that were scanned. This will return to the caller
6459          * with the risk reclaim/compaction and the resulting allocation attempt
6460          * fails. In the past we have tried harder for __GFP_RETRY_MAYFAIL
6461          * allocations through requiring that the full LRU list has been scanned
6462          * first, by assuming that zero delta of sc->nr_scanned means full LRU
6463          * scan, but that approximation was wrong, and there were corner cases
6464          * where always a non-zero amount of pages were scanned.
6465          */
6466         if (!nr_reclaimed)
6467                 return false;
6468
6469         /* If compaction would go ahead or the allocation would succeed, stop */
6470         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
6471                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[z];
6472                 if (!managed_zone(zone))
6473                         continue;
6474
6475                 /* Allocation can already succeed, nothing to do */
6476                 if (zone_watermark_ok(zone, sc->order, min_wmark_pages(zone),
6477                                       sc->reclaim_idx, 0))
6478                         return false;
6479
6480                 if (compaction_suitable(zone, sc->order, sc->reclaim_idx))
6481                         return false;
6482         }
6483
6484         /*
6485          * If we have not reclaimed enough pages for compaction and the
6486          * inactive lists are large enough, continue reclaiming
6487          */
6488         pages_for_compaction = compact_gap(sc->order);
6489         inactive_lru_pages = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
6490         if (can_reclaim_anon_pages(NULL, pgdat->node_id, sc))
6491                 inactive_lru_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_ANON);
6492
6493         return inactive_lru_pages > pages_for_compaction;
6494 }
6495
6496 static void shrink_node_memcgs(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
6497 {
6498         struct mem_cgroup *target_memcg = sc->target_mem_cgroup;
6499         struct mem_cgroup *memcg;
6500
6501         memcg = mem_cgroup_iter(target_memcg, NULL, NULL);
6502         do {
6503                 struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
6504                 unsigned long reclaimed;
6505                 unsigned long scanned;
6506
6507                 /*
6508                  * This loop can become CPU-bound when target memcgs
6509                  * aren't eligible for reclaim - either because they
6510                  * don't have any reclaimable pages, or because their
6511                  * memory is explicitly protected. Avoid soft lockups.
6512                  */
6513                 cond_resched();
6514
6515                 mem_cgroup_calculate_protection(target_memcg, memcg);
6516
6517                 if (mem_cgroup_below_min(target_memcg, memcg)) {
6518                         /*
6519                          * Hard protection.
6520                          * If there is no reclaimable memory, OOM.
6521                          */
6522                         continue;
6523                 } else if (mem_cgroup_below_low(target_memcg, memcg)) {
6524                         /*
6525                          * Soft protection.
6526                          * Respect the protection only as long as
6527                          * there is an unprotected supply
6528                          * of reclaimable memory from other cgroups.
6529                          */
6530                         if (!sc->memcg_low_reclaim) {
6531                                 sc->memcg_low_skipped = 1;
6532                                 continue;
6533                         }
6534                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_LOW);
6535                 }
6536
6537                 reclaimed = sc->nr_reclaimed;
6538                 scanned = sc->nr_scanned;
6539
6540                 shrink_lruvec(lruvec, sc);
6541
6542                 shrink_slab(sc->gfp_mask, pgdat->node_id, memcg,
6543                             sc->priority);
6544
6545                 /* Record the group's reclaim efficiency */
6546                 if (!sc->proactive)
6547                         vmpressure(sc->gfp_mask, memcg, false,
6548                                    sc->nr_scanned - scanned,
6549                                    sc->nr_reclaimed - reclaimed);
6550
6551         } while ((memcg = mem_cgroup_iter(target_memcg, memcg, NULL)));
6552 }
6553
6554 static void shrink_node(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
6555 {
6556         unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned, nr_node_reclaimed;
6557         struct lruvec *target_lruvec;
6558         bool reclaimable = false;
6559
6560         if (lru_gen_enabled() && root_reclaim(sc)) {
6561                 lru_gen_shrink_node(pgdat, sc);
6562                 return;
6563         }
6564
6565         target_lruvec = mem_cgroup_lruvec(sc->target_mem_cgroup, pgdat);
6566
6567 again:
6568         memset(&sc->nr, 0, sizeof(sc->nr));
6569
6570         nr_reclaimed = sc->nr_reclaimed;
6571         nr_scanned = sc->nr_scanned;
6572
6573         prepare_scan_count(pgdat, sc);
6574
6575         shrink_node_memcgs(pgdat, sc);
6576
6577         flush_reclaim_state(sc);
6578
6579         nr_node_reclaimed = sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed;
6580
6581         /* Record the subtree's reclaim efficiency */
6582         if (!sc->proactive)
6583                 vmpressure(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup, true,
6584                            sc->nr_scanned - nr_scanned, nr_node_reclaimed);
6585
6586         if (nr_node_reclaimed)
6587                 reclaimable = true;
6588
6589         if (current_is_kswapd()) {
6590                 /*
6591                  * If reclaim is isolating dirty pages under writeback,
6592                  * it implies that the long-lived page allocation rate
6593                  * is exceeding the page laundering rate. Either the
6594                  * global limits are not being effective at throttling
6595                  * processes due to the page distribution throughout
6596                  * zones or there is heavy usage of a slow backing
6597                  * device. The only option is to throttle from reclaim
6598                  * context which is not ideal as there is no guarantee
6599                  * the dirtying process is throttled in the same way
6600                  * balance_dirty_pages() manages.
6601                  *
6602                  * Once a node is flagged PGDAT_WRITEBACK, kswapd will
6603                  * count the number of pages under pages flagged for
6604                  * immediate reclaim and stall if any are encountered
6605                  * in the nr_immediate check below.
6606                  */
6607                 if (sc->nr.writeback && sc->nr.writeback == sc->nr.taken)
6608                         set_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
6609
6610                 /* Allow kswapd to start writing pages during reclaim.*/
6611                 if (sc->nr.unqueued_dirty == sc->nr.file_taken)
6612                         set_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
6613
6614                 /*
6615                  * If kswapd scans pages marked for immediate
6616                  * reclaim and under writeback (nr_immediate), it
6617                  * implies that pages are cycling through the LRU
6618                  * faster than they are written so forcibly stall
6619                  * until some pages complete writeback.
6620                  */
6621                 if (sc->nr.immediate)
6622                         reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK);
6623         }
6624
6625         /*
6626          * Tag a node/memcg as congested if all the dirty pages were marked
6627          * for writeback and immediate reclaim (counted in nr.congested).
6628          *
6629          * Legacy memcg will stall in page writeback so avoid forcibly
6630          * stalling in reclaim_throttle().
6631          */
6632         if (sc->nr.dirty && sc->nr.dirty == sc->nr.congested) {
6633                 if (cgroup_reclaim(sc) && writeback_throttling_sane(sc))
6634                         set_bit(LRUVEC_CGROUP_CONGESTED, &target_lruvec->flags);
6635
6636                 if (current_is_kswapd())
6637                         set_bit(LRUVEC_NODE_CONGESTED, &target_lruvec->flags);
6638         }
6639
6640         /*
6641          * Stall direct reclaim for IO completions if the lruvec is
6642          * node is congested. Allow kswapd to continue until it
6643          * starts encountering unqueued dirty pages or cycling through
6644          * the LRU too quickly.
6645          */
6646         if (!current_is_kswapd() && current_may_throttle() &&
6647             !sc->hibernation_mode &&
6648             (test_bit(LRUVEC_CGROUP_CONGESTED, &target_lruvec->flags) ||
6649              test_bit(LRUVEC_NODE_CONGESTED, &target_lruvec->flags)))
6650                 reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_CONGESTED);
6651
6652         if (should_continue_reclaim(pgdat, nr_node_reclaimed, sc))
6653                 goto again;
6654
6655         /*
6656          * Kswapd gives up on balancing particular nodes after too
6657          * many failures to reclaim anything from them and goes to
6658          * sleep. On reclaim progress, reset the failure counter. A
6659          * successful direct reclaim run will revive a dormant kswapd.
6660          */
6661         if (reclaimable)
6662                 pgdat->kswapd_failures = 0;
6663 }
6664
6665 /*
6666  * Returns true if compaction should go ahead for a costly-order request, or
6667  * the allocation would already succeed without compaction. Return false if we
6668  * should reclaim first.
6669  */
6670 static inline bool compaction_ready(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
6671 {
6672         unsigned long watermark;
6673
6674         /* Allocation can already succeed, nothing to do */
6675         if (zone_watermark_ok(zone, sc->order, min_wmark_pages(zone),
6676                               sc->reclaim_idx, 0))
6677                 return true;
6678
6679         /* Compaction cannot yet proceed. Do reclaim. */
6680         if (!compaction_suitable(zone, sc->order, sc->reclaim_idx))
6681                 return false;
6682
6683         /*
6684          * Compaction is already possible, but it takes time to run and there
6685          * are potentially other callers using the pages just freed. So proceed
6686          * with reclaim to make a buffer of free pages available to give
6687          * compaction a reasonable chance of completing and allocating the page.
6688          * Note that we won't actually reclaim the whole buffer in one attempt
6689          * as the target watermark in should_continue_reclaim() is lower. But if
6690          * we are already above the high+gap watermark, don't reclaim at all.
6691          */
6692         watermark = high_wmark_pages(zone) + compact_gap(sc->order);
6693
6694         return zone_watermark_ok_safe(zone, 0, watermark, sc->reclaim_idx);
6695 }
6696
6697 static void consider_reclaim_throttle(pg_data_t *pgdat, struct scan_control *sc)
6698 {
6699         /*
6700          * If reclaim is making progress greater than 12% efficiency then
6701          * wake all the NOPROGRESS throttled tasks.
6702          */
6703         if (sc->nr_reclaimed > (sc->nr_scanned >> 3)) {
6704                 wait_queue_head_t *wqh;
6705
6706                 wqh = &pgdat->reclaim_wait[VMSCAN_THROTTLE_NOPROGRESS];
6707                 if (waitqueue_active(wqh))
6708                         wake_up(wqh);
6709
6710                 return;
6711         }
6712
6713         /*
6714          * Do not throttle kswapd or cgroup reclaim on NOPROGRESS as it will
6715          * throttle on VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK if there are too many pages
6716          * under writeback and marked for immediate reclaim at the tail of the
6717          * LRU.
6718          */
6719         if (current_is_kswapd() || cgroup_reclaim(sc))
6720                 return;
6721
6722         /* Throttle if making no progress at high prioities. */
6723         if (sc->priority == 1 && !sc->nr_reclaimed)
6724                 reclaim_throttle(pgdat, VMSCAN_THROTTLE_NOPROGRESS);
6725 }
6726
6727 /*
6728  * This is the direct reclaim path, for page-allocating processes.  We only
6729  * try to reclaim pages from zones which will satisfy the caller's allocation
6730  * request.
6731  *
6732  * If a zone is deemed to be full of pinned pages then just give it a light
6733  * scan then give up on it.
6734  */
6735 static void shrink_zones(struct zonelist *zonelist, struct scan_control *sc)
6736 {
6737         struct zoneref *z;
6738         struct zone *zone;
6739         unsigned long nr_soft_reclaimed;
6740         unsigned long nr_soft_scanned;
6741         gfp_t orig_mask;
6742         pg_data_t *last_pgdat = NULL;
6743         pg_data_t *first_pgdat = NULL;
6744
6745         /*
6746          * If the number of buffer_heads in the machine exceeds the maximum
6747          * allowed level, force direct reclaim to scan the highmem zone as
6748          * highmem pages could be pinning lowmem pages storing buffer_heads
6749          */
6750         orig_mask = sc->gfp_mask;
6751         if (buffer_heads_over_limit) {
6752                 sc->gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
6753                 sc->reclaim_idx = gfp_zone(sc->gfp_mask);
6754         }
6755
6756         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
6757                                         sc->reclaim_idx, sc->nodemask) {
6758                 /*
6759                  * Take care memory controller reclaiming has small influence
6760                  * to global LRU.
6761                  */
6762                 if (!cgroup_reclaim(sc)) {
6763                         if (!cpuset_zone_allowed(zone,
6764                                                  GFP_KERNEL | __GFP_HARDWALL))
6765                                 continue;
6766
6767                         /*
6768                          * If we already have plenty of memory free for
6769                          * compaction in this zone, don't free any more.
6770                          * Even though compaction is invoked for any
6771                          * non-zero order, only frequent costly order
6772                          * reclamation is disruptive enough to become a
6773                          * noticeable problem, like transparent huge
6774                          * page allocations.
6775                          */
6776                         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) &&
6777                             sc->order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER &&
6778                             compaction_ready(zone, sc)) {
6779                                 sc->compaction_ready = true;
6780                                 continue;
6781                         }
6782
6783                         /*
6784                          * Shrink each node in the zonelist once. If the
6785                          * zonelist is ordered by zone (not the default) then a
6786                          * node may be shrunk multiple times but in that case
6787                          * the user prefers lower zones being preserved.
6788                          */
6789                         if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
6790                                 continue;
6791
6792                         /*
6793                          * This steals pages from memory cgroups over softlimit
6794                          * and returns the number of reclaimed pages and
6795                          * scanned pages. This works for global memory pressure
6796                          * and balancing, not for a memcg's limit.
6797                          */
6798                         nr_soft_scanned = 0;
6799                         nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(zone->zone_pgdat,
6800                                                 sc->order, sc->gfp_mask,
6801                                                 &nr_soft_scanned);
6802                         sc->nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
6803                         sc->nr_scanned += nr_soft_scanned;
6804                         /* need some check for avoid more shrink_zone() */
6805                 }
6806
6807                 if (!first_pgdat)
6808                         first_pgdat = zone->zone_pgdat;
6809
6810                 /* See comment about same check for global reclaim above */
6811                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
6812                         continue;
6813                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
6814                 shrink_node(zone->zone_pgdat, sc);
6815         }
6816
6817         if (first_pgdat)
6818                 consider_reclaim_throttle(first_pgdat, sc);
6819
6820         /*
6821          * Restore to original mask to avoid the impact on the caller if we
6822          * promoted it to __GFP_HIGHMEM.
6823          */
6824         sc->gfp_mask = orig_mask;
6825 }
6826
6827 static void snapshot_refaults(struct mem_cgroup *target_memcg, pg_data_t *pgdat)
6828 {
6829         struct lruvec *target_lruvec;
6830         unsigned long refaults;
6831
6832         if (lru_gen_enabled())
6833                 return;
6834
6835         target_lruvec = mem_cgroup_lruvec(target_memcg, pgdat);
6836         refaults = lruvec_page_state(target_lruvec, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON);
6837         target_lruvec->refaults[WORKINGSET_ANON] = refaults;
6838         refaults = lruvec_page_state(target_lruvec, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE);
6839         target_lruvec->refaults[WORKINGSET_FILE] = refaults;
6840 }
6841
6842 /*
6843  * This is the main entry point to direct page reclaim.
6844  *
6845  * If a full scan of the inactive list fails to free enough memory then we
6846  * are "out of memory" and something needs to be killed.
6847  *
6848  * If the caller is !__GFP_FS then the probability of a failure is reasonably
6849  * high - the zone may be full of dirty or under-writeback pages, which this
6850  * caller can't do much about.  We kick the writeback threads and take explicit
6851  * naps in the hope that some of these pages can be written.  But if the
6852  * allocating task holds filesystem locks which prevent writeout this might not
6853  * work, and the allocation attempt will fail.
6854  *
6855  * returns:     0, if no pages reclaimed
6856  *              else, the number of pages reclaimed
6857  */
6858 static unsigned long do_try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist,
6859                                           struct scan_control *sc)
6860 {
6861         int initial_priority = sc->priority;
6862         pg_data_t *last_pgdat;
6863         struct zoneref *z;
6864         struct zone *zone;
6865 retry:
6866         delayacct_freepages_start();
6867
6868         if (!cgroup_reclaim(sc))
6869                 __count_zid_vm_events(ALLOCSTALL, sc->reclaim_idx, 1);
6870
6871         do {
6872                 if (!sc->proactive)
6873                         vmpressure_prio(sc->gfp_mask, sc->target_mem_cgroup,
6874                                         sc->priority);
6875                 sc->nr_scanned = 0;
6876                 shrink_zones(zonelist, sc);
6877
6878                 if (sc->nr_reclaimed >= sc->nr_to_reclaim)
6879                         break;
6880
6881                 if (sc->compaction_ready)
6882                         break;
6883
6884                 /*
6885                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing
6886                  * writepage even in laptop mode.
6887                  */
6888                 if (sc->priority < DEF_PRIORITY - 2)
6889                         sc->may_writepage = 1;
6890         } while (--sc->priority >= 0);
6891
6892         last_pgdat = NULL;
6893         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist, sc->reclaim_idx,
6894                                         sc->nodemask) {
6895                 if (zone->zone_pgdat == last_pgdat)
6896                         continue;
6897                 last_pgdat = zone->zone_pgdat;
6898
6899                 snapshot_refaults(sc->target_mem_cgroup, zone->zone_pgdat);
6900
6901                 if (cgroup_reclaim(sc)) {
6902                         struct lruvec *lruvec;
6903
6904                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(sc->target_mem_cgroup,
6905                                                    zone->zone_pgdat);
6906                         clear_bit(LRUVEC_CGROUP_CONGESTED, &lruvec->flags);
6907                 }
6908         }
6909
6910         delayacct_freepages_end();
6911
6912         if (sc->nr_reclaimed)
6913                 return sc->nr_reclaimed;
6914
6915         /* Aborted reclaim to try compaction? don't OOM, then */
6916         if (sc->compaction_ready)
6917                 return 1;
6918
6919         /*
6920          * We make inactive:active ratio decisions based on the node's
6921          * composition of memory, but a restrictive reclaim_idx or a
6922          * memory.low cgroup setting can exempt large amounts of
6923          * memory from reclaim. Neither of which are very common, so
6924          * instead of doing costly eligibility calculations of the
6925          * entire cgroup subtree up front, we assume the estimates are
6926          * good, and retry with forcible deactivation if that fails.
6927          */
6928         if (sc->skipped_deactivate) {
6929                 sc->priority = initial_priority;
6930                 sc->force_deactivate = 1;
6931                 sc->skipped_deactivate = 0;
6932                 goto retry;
6933         }
6934
6935         /* Untapped cgroup reserves?  Don't OOM, retry. */
6936         if (sc->memcg_low_skipped) {
6937                 sc->priority = initial_priority;
6938                 sc->force_deactivate = 0;
6939                 sc->memcg_low_reclaim = 1;
6940                 sc->memcg_low_skipped = 0;
6941                 goto retry;
6942         }
6943
6944         return 0;
6945 }
6946
6947 static bool allow_direct_reclaim(pg_data_t *pgdat)
6948 {
6949         struct zone *zone;
6950         unsigned long pfmemalloc_reserve = 0;
6951         unsigned long free_pages = 0;
6952         int i;
6953         bool wmark_ok;
6954
6955         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
6956                 return true;
6957
6958         for (i = 0; i <= ZONE_NORMAL; i++) {
6959                 zone = &pgdat->node_zones[i];
6960                 if (!managed_zone(zone))
6961                         continue;
6962
6963                 if (!zone_reclaimable_pages(zone))
6964                         continue;
6965
6966                 pfmemalloc_reserve += min_wmark_pages(zone);
6967                 free_pages += zone_page_state_snapshot(zone, NR_FREE_PAGES);
6968         }
6969
6970         /* If there are no reserves (unexpected config) then do not throttle */
6971         if (!pfmemalloc_reserve)
6972                 return true;
6973
6974         wmark_ok = free_pages > pfmemalloc_reserve / 2;
6975
6976         /* kswapd must be awake if processes are being throttled */
6977         if (!wmark_ok && waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait)) {
6978                 if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx) > ZONE_NORMAL)
6979                         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, ZONE_NORMAL);
6980
6981                 wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
6982         }
6983
6984         return wmark_ok;
6985 }
6986
6987 /*
6988  * Throttle direct reclaimers if backing storage is backed by the network
6989  * and the PFMEMALLOC reserve for the preferred node is getting dangerously
6990  * depleted. kswapd will continue to make progress and wake the processes
6991  * when the low watermark is reached.
6992  *
6993  * Returns true if a fatal signal was delivered during throttling. If this
6994  * happens, the page allocator should not consider triggering the OOM killer.
6995  */
6996 static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
6997                                         nodemask_t *nodemask)
6998 {
6999         struct zoneref *z;
7000         struct zone *zone;
7001         pg_data_t *pgdat = NULL;
7002
7003         /*
7004          * Kernel threads should not be throttled as they may be indirectly
7005          * responsible for cleaning pages necessary for reclaim to make forward
7006          * progress. kjournald for example may enter direct reclaim while
7007          * committing a transaction where throttling it could forcing other
7008          * processes to block on log_wait_commit().
7009          */
7010         if (current->flags & PF_KTHREAD)
7011                 goto out;
7012
7013         /*
7014          * If a fatal signal is pending, this process should not throttle.
7015          * It should return quickly so it can exit and free its memory
7016          */
7017         if (fatal_signal_pending(current))
7018                 goto out;
7019
7020         /*
7021          * Check if the pfmemalloc reserves are ok by finding the first node
7022          * with a usable ZONE_NORMAL or lower zone. The expectation is that
7023          * GFP_KERNEL will be required for allocating network buffers when
7024          * swapping over the network so ZONE_HIGHMEM is unusable.
7025          *
7026          * Throttling is based on the first usable node and throttled processes
7027          * wait on a queue until kswapd makes progress and wakes them. There
7028          * is an affinity then between processes waking up and where reclaim
7029          * progress has been made assuming the process wakes on the same node.
7030          * More importantly, processes running on remote nodes will not compete
7031          * for remote pfmemalloc reserves and processes on different nodes
7032          * should make reasonable progress.
7033          */
7034         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
7035                                         gfp_zone(gfp_mask), nodemask) {
7036                 if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
7037                         continue;
7038
7039                 /* Throttle based on the first usable node */
7040                 pgdat = zone->zone_pgdat;
7041                 if (allow_direct_reclaim(pgdat))
7042                         goto out;
7043                 break;
7044         }
7045
7046         /* If no zone was usable by the allocation flags then do not throttle */
7047         if (!pgdat)
7048                 goto out;
7049
7050         /* Account for the throttling */
7051         count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
7052
7053         /*
7054          * If the caller cannot enter the filesystem, it's possible that it
7055          * is due to the caller holding an FS lock or performing a journal
7056          * transaction in the case of a filesystem like ext[3|4]. In this case,
7057          * it is not safe to block on pfmemalloc_wait as kswapd could be
7058          * blocked waiting on the same lock. Instead, throttle for up to a
7059          * second before continuing.
7060          */
7061         if (!(gfp_mask & __GFP_FS))
7062                 wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
7063                         allow_direct_reclaim(pgdat), HZ);
7064         else
7065                 /* Throttle until kswapd wakes the process */
7066                 wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
7067                         allow_direct_reclaim(pgdat));
7068
7069         if (fatal_signal_pending(current))
7070                 return true;
7071
7072 out:
7073         return false;
7074 }
7075
7076 unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
7077                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
7078 {
7079         unsigned long nr_reclaimed;
7080         struct scan_control sc = {
7081                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
7082                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
7083                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
7084                 .order = order,
7085                 .nodemask = nodemask,
7086                 .priority = DEF_PRIORITY,
7087                 .may_writepage = !laptop_mode,
7088                 .may_unmap = 1,
7089                 .may_swap = 1,
7090         };
7091
7092         /*
7093          * scan_control uses s8 fields for order, priority, and reclaim_idx.
7094          * Confirm they are large enough for max values.
7095          */
7096         BUILD_BUG_ON(MAX_ORDER >= S8_MAX);
7097         BUILD_BUG_ON(DEF_PRIORITY > S8_MAX);
7098         BUILD_BUG_ON(MAX_NR_ZONES > S8_MAX);
7099
7100         /*
7101          * Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
7102          * 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
7103          * point.
7104          */
7105         if (throttle_direct_reclaim(sc.gfp_mask, zonelist, nodemask))
7106                 return 1;
7107
7108         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
7109         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order, sc.gfp_mask);
7110
7111         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
7112
7113         trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
7114         set_task_reclaim_state(current, NULL);
7115
7116         return nr_reclaimed;
7117 }
7118
7119 #ifdef CONFIG_MEMCG
7120
7121 /* Only used by soft limit reclaim. Do not reuse for anything else. */
7122 unsigned long mem_cgroup_shrink_node(struct mem_cgroup *memcg,
7123                                                 gfp_t gfp_mask, bool noswap,
7124                                                 pg_data_t *pgdat,
7125                                                 unsigned long *nr_scanned)
7126 {
7127         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
7128         struct scan_control sc = {
7129                 .nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
7130                 .target_mem_cgroup = memcg,
7131                 .may_writepage = !laptop_mode,
7132                 .may_unmap = 1,
7133                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
7134                 .may_swap = !noswap,
7135         };
7136
7137         WARN_ON_ONCE(!current->reclaim_state);
7138
7139         sc.gfp_mask = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) |
7140                         (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK);
7141
7142         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_begin(sc.order,
7143                                                       sc.gfp_mask);
7144
7145         /*
7146          * NOTE: Although we can get the priority field, using it
7147          * here is not a good idea, since it limits the pages we can scan.
7148          * if we don't reclaim here, the shrink_node from balance_pgdat
7149          * will pick up pages from other mem cgroup's as well. We hack
7150          * the priority and make it zero.
7151          */
7152         shrink_lruvec(lruvec, &sc);
7153
7154         trace_mm_vmscan_memcg_softlimit_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
7155
7156         *nr_scanned = sc.nr_scanned;
7157
7158         return sc.nr_reclaimed;
7159 }
7160
7161 unsigned long try_to_free_mem_cgroup_pages(struct mem_cgroup *memcg,
7162                                            unsigned long nr_pages,
7163                                            gfp_t gfp_mask,
7164                                            unsigned int reclaim_options)
7165 {
7166         unsigned long nr_reclaimed;
7167         unsigned int noreclaim_flag;
7168         struct scan_control sc = {
7169                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
7170                 .gfp_mask = (current_gfp_context(gfp_mask) & GFP_RECLAIM_MASK) |
7171                                 (GFP_HIGHUSER_MOVABLE & ~GFP_RECLAIM_MASK),
7172                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
7173                 .target_mem_cgroup = memcg,
7174                 .priority = DEF_PRIORITY,
7175                 .may_writepage = !laptop_mode,
7176                 .may_unmap = 1,
7177                 .may_swap = !!(reclaim_options & MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP),
7178                 .proactive = !!(reclaim_options & MEMCG_RECLAIM_PROACTIVE),
7179         };
7180         /*
7181          * Traverse the ZONELIST_FALLBACK zonelist of the current node to put
7182          * equal pressure on all the nodes. This is based on the assumption that
7183          * the reclaim does not bail out early.
7184          */
7185         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
7186
7187         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
7188         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_begin(0, sc.gfp_mask);
7189         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
7190
7191         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
7192
7193         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
7194         trace_mm_vmscan_memcg_reclaim_end(nr_reclaimed);
7195         set_task_reclaim_state(current, NULL);
7196
7197         return nr_reclaimed;
7198 }
7199 #endif
7200
7201 static void kswapd_age_node(struct pglist_data *pgdat, struct scan_control *sc)
7202 {
7203         struct mem_cgroup *memcg;
7204         struct lruvec *lruvec;
7205
7206         if (lru_gen_enabled()) {
7207                 lru_gen_age_node(pgdat, sc);
7208                 return;
7209         }
7210
7211         if (!can_age_anon_pages(pgdat, sc))
7212                 return;
7213
7214         lruvec = mem_cgroup_lruvec(NULL, pgdat);
7215         if (!inactive_is_low(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON))
7216                 return;
7217
7218         memcg = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);
7219         do {
7220                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
7221                 shrink_active_list(SWAP_CLUSTER_MAX, lruvec,
7222                                    sc, LRU_ACTIVE_ANON);
7223                 memcg = mem_cgroup_iter(NULL, memcg, NULL);
7224         } while (memcg);
7225 }
7226
7227 static bool pgdat_watermark_boosted(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
7228 {
7229         int i;
7230         struct zone *zone;
7231
7232         /*
7233          * Check for watermark boosts top-down as the higher zones
7234          * are more likely to be boosted. Both watermarks and boosts
7235          * should not be checked at the same time as reclaim would
7236          * start prematurely when there is no boosting and a lower
7237          * zone is balanced.
7238          */
7239         for (i = highest_zoneidx; i >= 0; i--) {
7240                 zone = pgdat->node_zones + i;
7241                 if (!managed_zone(zone))
7242                         continue;
7243
7244                 if (zone->watermark_boost)
7245                         return true;
7246         }
7247
7248         return false;
7249 }
7250
7251 /*
7252  * Returns true if there is an eligible zone balanced for the request order
7253  * and highest_zoneidx
7254  */
7255 static bool pgdat_balanced(pg_data_t *pgdat, int order, int highest_zoneidx)
7256 {
7257         int i;
7258         unsigned long mark = -1;
7259         struct zone *zone;
7260
7261         /*
7262          * Check watermarks bottom-up as lower zones are more likely to
7263          * meet watermarks.
7264          */
7265         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
7266                 zone = pgdat->node_zones + i;
7267
7268                 if (!managed_zone(zone))
7269                         continue;
7270
7271                 if (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING)
7272                         mark = wmark_pages(zone, WMARK_PROMO);
7273                 else
7274                         mark = high_wmark_pages(zone);
7275                 if (zone_watermark_ok_safe(zone, order, mark, highest_zoneidx))
7276                         return true;
7277         }
7278
7279         /*
7280          * If a node has no managed zone within highest_zoneidx, it does not
7281          * need balancing by definition. This can happen if a zone-restricted
7282          * allocation tries to wake a remote kswapd.
7283          */
7284         if (mark == -1)
7285                 return true;
7286
7287         return false;
7288 }
7289
7290 /* Clear pgdat state for congested, dirty or under writeback. */
7291 static void clear_pgdat_congested(pg_data_t *pgdat)
7292 {
7293         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NULL, pgdat);
7294
7295         clear_bit(LRUVEC_NODE_CONGESTED, &lruvec->flags);
7296         clear_bit(LRUVEC_CGROUP_CONGESTED, &lruvec->flags);
7297         clear_bit(PGDAT_DIRTY, &pgdat->flags);
7298         clear_bit(PGDAT_WRITEBACK, &pgdat->flags);
7299 }
7300
7301 /*
7302  * Prepare kswapd for sleeping. This verifies that there are no processes
7303  * waiting in throttle_direct_reclaim() and that watermarks have been met.
7304  *
7305  * Returns true if kswapd is ready to sleep
7306  */
7307 static bool prepare_kswapd_sleep(pg_data_t *pgdat, int order,
7308                                 int highest_zoneidx)
7309 {
7310         /*
7311          * The throttled processes are normally woken up in balance_pgdat() as
7312          * soon as allow_direct_reclaim() is true. But there is a potential
7313          * race between when kswapd checks the watermarks and a process gets
7314          * throttled. There is also a potential race if processes get
7315          * throttled, kswapd wakes, a large process exits thereby balancing the
7316          * zones, which causes kswapd to exit balance_pgdat() before reaching
7317          * the wake up checks. If kswapd is going to sleep, no process should
7318          * be sleeping on pfmemalloc_wait, so wake them now if necessary. If
7319          * the wake up is premature, processes will wake kswapd and get
7320          * throttled again. The difference from wake ups in balance_pgdat() is
7321          * that here we are under prepare_to_wait().
7322          */
7323         if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait))
7324                 wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
7325
7326         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim */
7327         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES)
7328                 return true;
7329
7330         if (pgdat_balanced(pgdat, order, highest_zoneidx)) {
7331                 clear_pgdat_congested(pgdat);
7332                 return true;
7333         }
7334
7335         return false;
7336 }
7337
7338 /*
7339  * kswapd shrinks a node of pages that are at or below the highest usable
7340  * zone that is currently unbalanced.
7341  *
7342  * Returns true if kswapd scanned at least the requested number of pages to
7343  * reclaim or if the lack of progress was due to pages under writeback.
7344  * This is used to determine if the scanning priority needs to be raised.
7345  */
7346 static bool kswapd_shrink_node(pg_data_t *pgdat,
7347                                struct scan_control *sc)
7348 {
7349         struct zone *zone;
7350         int z;
7351
7352         /* Reclaim a number of pages proportional to the number of zones */
7353         sc->nr_to_reclaim = 0;
7354         for (z = 0; z <= sc->reclaim_idx; z++) {
7355                 zone = pgdat->node_zones + z;
7356                 if (!managed_zone(zone))
7357                         continue;
7358
7359                 sc->nr_to_reclaim += max(high_wmark_pages(zone), SWAP_CLUSTER_MAX);
7360         }
7361
7362         /*
7363          * Historically care was taken to put equal pressure on all zones but
7364          * now pressure is applied based on node LRU order.
7365          */
7366         shrink_node(pgdat, sc);
7367
7368         /*
7369          * Fragmentation may mean that the system cannot be rebalanced for
7370          * high-order allocations. If twice the allocation size has been
7371          * reclaimed then recheck watermarks only at order-0 to prevent
7372          * excessive reclaim. Assume that a process requested a high-order
7373          * can direct reclaim/compact.
7374          */
7375         if (sc->order && sc->nr_reclaimed >= compact_gap(sc->order))
7376                 sc->order = 0;
7377
7378         return sc->nr_scanned >= sc->nr_to_reclaim;
7379 }
7380
7381 /* Page allocator PCP high watermark is lowered if reclaim is active. */
7382 static inline void
7383 update_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx, bool active)
7384 {
7385         int i;
7386         struct zone *zone;
7387
7388         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
7389                 zone = pgdat->node_zones + i;
7390
7391                 if (!managed_zone(zone))
7392                         continue;
7393
7394                 if (active)
7395                         set_bit(ZONE_RECLAIM_ACTIVE, &zone->flags);
7396                 else
7397                         clear_bit(ZONE_RECLAIM_ACTIVE, &zone->flags);
7398         }
7399 }
7400
7401 static inline void
7402 set_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
7403 {
7404         update_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx, true);
7405 }
7406
7407 static inline void
7408 clear_reclaim_active(pg_data_t *pgdat, int highest_zoneidx)
7409 {
7410         update_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx, false);
7411 }
7412
7413 /*
7414  * For kswapd, balance_pgdat() will reclaim pages across a node from zones
7415  * that are eligible for use by the caller until at least one zone is
7416  * balanced.
7417  *
7418  * Returns the order kswapd finished reclaiming at.
7419  *
7420  * kswapd scans the zones in the highmem->normal->dma direction.  It skips
7421  * zones which have free_pages > high_wmark_pages(zone), but once a zone is
7422  * found to have free_pages <= high_wmark_pages(zone), any page in that zone
7423  * or lower is eligible for reclaim until at least one usable zone is
7424  * balanced.
7425  */
7426 static int balance_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order, int highest_zoneidx)
7427 {
7428         int i;
7429         unsigned long nr_soft_reclaimed;
7430         unsigned long nr_soft_scanned;
7431         unsigned long pflags;
7432         unsigned long nr_boost_reclaim;
7433         unsigned long zone_boosts[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
7434         bool boosted;
7435         struct zone *zone;
7436         struct scan_control sc = {
7437                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
7438                 .order = order,
7439                 .may_unmap = 1,
7440         };
7441
7442         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
7443         psi_memstall_enter(&pflags);
7444         __fs_reclaim_acquire(_THIS_IP_);
7445
7446         count_vm_event(PAGEOUTRUN);
7447
7448         /*
7449          * Account for the reclaim boost. Note that the zone boost is left in
7450          * place so that parallel allocations that are near the watermark will
7451          * stall or direct reclaim until kswapd is finished.
7452          */
7453         nr_boost_reclaim = 0;
7454         for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
7455                 zone = pgdat->node_zones + i;
7456                 if (!managed_zone(zone))
7457                         continue;
7458
7459                 nr_boost_reclaim += zone->watermark_boost;
7460                 zone_boosts[i] = zone->watermark_boost;
7461         }
7462         boosted = nr_boost_reclaim;
7463
7464 restart:
7465         set_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx);
7466         sc.priority = DEF_PRIORITY;
7467         do {
7468                 unsigned long nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed;
7469                 bool raise_priority = true;
7470                 bool balanced;
7471                 bool ret;
7472
7473                 sc.reclaim_idx = highest_zoneidx;
7474
7475                 /*
7476                  * If the number of buffer_heads exceeds the maximum allowed
7477                  * then consider reclaiming from all zones. This has a dual
7478                  * purpose -- on 64-bit systems it is expected that
7479                  * buffer_heads are stripped during active rotation. On 32-bit
7480                  * systems, highmem pages can pin lowmem memory and shrinking
7481                  * buffers can relieve lowmem pressure. Reclaim may still not
7482                  * go ahead if all eligible zones for the original allocation
7483                  * request are balanced to avoid excessive reclaim from kswapd.
7484                  */
7485                 if (buffer_heads_over_limit) {
7486                         for (i = MAX_NR_ZONES - 1; i >= 0; i--) {
7487                                 zone = pgdat->node_zones + i;
7488                                 if (!managed_zone(zone))
7489                                         continue;
7490
7491                                 sc.reclaim_idx = i;
7492                                 break;
7493                         }
7494                 }
7495
7496                 /*
7497                  * If the pgdat is imbalanced then ignore boosting and preserve
7498                  * the watermarks for a later time and restart. Note that the
7499                  * zone watermarks will be still reset at the end of balancing
7500                  * on the grounds that the normal reclaim should be enough to
7501                  * re-evaluate if boosting is required when kswapd next wakes.
7502                  */
7503                 balanced = pgdat_balanced(pgdat, sc.order, highest_zoneidx);
7504                 if (!balanced && nr_boost_reclaim) {
7505                         nr_boost_reclaim = 0;
7506                         goto restart;
7507                 }
7508
7509                 /*
7510                  * If boosting is not active then only reclaim if there are no
7511                  * eligible zones. Note that sc.reclaim_idx is not used as
7512                  * buffer_heads_over_limit may have adjusted it.
7513                  */
7514                 if (!nr_boost_reclaim && balanced)
7515                         goto out;
7516
7517                 /* Limit the priority of boosting to avoid reclaim writeback */
7518                 if (nr_boost_reclaim && sc.priority == DEF_PRIORITY - 2)
7519                         raise_priority = false;
7520
7521                 /*
7522                  * Do not writeback or swap pages for boosted reclaim. The
7523                  * intent is to relieve pressure not issue sub-optimal IO
7524                  * from reclaim context. If no pages are reclaimed, the
7525                  * reclaim will be aborted.
7526                  */
7527                 sc.may_writepage = !laptop_mode && !nr_boost_reclaim;
7528                 sc.may_swap = !nr_boost_reclaim;
7529
7530                 /*
7531                  * Do some background aging, to give pages a chance to be
7532                  * referenced before reclaiming. All pages are rotated
7533                  * regardless of classzone as this is about consistent aging.
7534                  */
7535                 kswapd_age_node(pgdat, &sc);
7536
7537                 /*
7538                  * If we're getting trouble reclaiming, start doing writepage
7539                  * even in laptop mode.
7540                  */
7541                 if (sc.priority < DEF_PRIORITY - 2)
7542                         sc.may_writepage = 1;
7543
7544                 /* Call soft limit reclaim before calling shrink_node. */
7545                 sc.nr_scanned = 0;
7546                 nr_soft_scanned = 0;
7547                 nr_soft_reclaimed = mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pgdat, sc.order,
7548                                                 sc.gfp_mask, &nr_soft_scanned);
7549                 sc.nr_reclaimed += nr_soft_reclaimed;
7550
7551                 /*
7552                  * There should be no need to raise the scanning priority if
7553                  * enough pages are already being scanned that that high
7554                  * watermark would be met at 100% efficiency.
7555                  */
7556                 if (kswapd_shrink_node(pgdat, &sc))
7557                         raise_priority = false;
7558
7559                 /*
7560                  * If the low watermark is met there is no need for processes
7561                  * to be throttled on pfmemalloc_wait as they should not be
7562                  * able to safely make forward progress. Wake them
7563                  */
7564                 if (waitqueue_active(&pgdat->pfmemalloc_wait) &&
7565                                 allow_direct_reclaim(pgdat))
7566                         wake_up_all(&pgdat->pfmemalloc_wait);
7567
7568                 /* Check if kswapd should be suspending */
7569                 __fs_reclaim_release(_THIS_IP_);
7570                 ret = try_to_freeze();
7571                 __fs_reclaim_acquire(_THIS_IP_);
7572                 if (ret || kthread_should_stop())
7573                         break;
7574
7575                 /*
7576                  * Raise priority if scanning rate is too low or there was no
7577                  * progress in reclaiming pages
7578                  */
7579                 nr_reclaimed = sc.nr_reclaimed - nr_reclaimed;
7580                 nr_boost_reclaim -= min(nr_boost_reclaim, nr_reclaimed);
7581
7582                 /*
7583                  * If reclaim made no progress for a boost, stop reclaim as
7584                  * IO cannot be queued and it could be an infinite loop in
7585                  * extreme circumstances.
7586                  */
7587                 if (nr_boost_reclaim && !nr_reclaimed)
7588                         break;
7589
7590                 if (raise_priority || !nr_reclaimed)
7591                         sc.priority--;
7592         } while (sc.priority >= 1);
7593
7594         if (!sc.nr_reclaimed)
7595                 pgdat->kswapd_failures++;
7596
7597 out:
7598         clear_reclaim_active(pgdat, highest_zoneidx);
7599
7600         /* If reclaim was boosted, account for the reclaim done in this pass */
7601         if (boosted) {
7602                 unsigned long flags;
7603
7604                 for (i = 0; i <= highest_zoneidx; i++) {
7605                         if (!zone_boosts[i])
7606                                 continue;
7607
7608                         /* Increments are under the zone lock */
7609                         zone = pgdat->node_zones + i;
7610                         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
7611                         zone->watermark_boost -= min(zone->watermark_boost, zone_boosts[i]);
7612                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
7613                 }
7614
7615                 /*
7616                  * As there is now likely space, wakeup kcompact to defragment
7617                  * pageblocks.
7618                  */
7619                 wakeup_kcompactd(pgdat, pageblock_order, highest_zoneidx);
7620         }
7621
7622         snapshot_refaults(NULL, pgdat);
7623         __fs_reclaim_release(_THIS_IP_);
7624         psi_memstall_leave(&pflags);
7625         set_task_reclaim_state(current, NULL);
7626
7627         /*
7628          * Return the order kswapd stopped reclaiming at as
7629          * prepare_kswapd_sleep() takes it into account. If another caller
7630          * entered the allocator slow path while kswapd was awake, order will
7631          * remain at the higher level.
7632          */
7633         return sc.order;
7634 }
7635
7636 /*
7637  * The pgdat->kswapd_highest_zoneidx is used to pass the highest zone index to
7638  * be reclaimed by kswapd from the waker. If the value is MAX_NR_ZONES which is
7639  * not a valid index then either kswapd runs for first time or kswapd couldn't
7640  * sleep after previous reclaim attempt (node is still unbalanced). In that
7641  * case return the zone index of the previous kswapd reclaim cycle.
7642  */
7643 static enum zone_type kswapd_highest_zoneidx(pg_data_t *pgdat,
7644                                            enum zone_type prev_highest_zoneidx)
7645 {
7646         enum zone_type curr_idx = READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx);
7647
7648         return curr_idx == MAX_NR_ZONES ? prev_highest_zoneidx : curr_idx;
7649 }
7650
7651 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
7652                                 unsigned int highest_zoneidx)
7653 {
7654         long remaining = 0;
7655         DEFINE_WAIT(wait);
7656
7657         if (freezing(current) || kthread_should_stop())
7658                 return;
7659
7660         prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
7661
7662         /*
7663          * Try to sleep for a short interval. Note that kcompactd will only be
7664          * woken if it is possible to sleep for a short interval. This is
7665          * deliberate on the assumption that if reclaim cannot keep an
7666          * eligible zone balanced that it's also unlikely that compaction will
7667          * succeed.
7668          */
7669         if (prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, highest_zoneidx)) {
7670                 /*
7671                  * Compaction records what page blocks it recently failed to
7672                  * isolate pages from and skips them in the future scanning.
7673                  * When kswapd is going to sleep, it is reasonable to assume
7674                  * that pages and compaction may succeed so reset the cache.
7675                  */
7676                 reset_isolation_suitable(pgdat);
7677
7678                 /*
7679                  * We have freed the memory, now we should compact it to make
7680                  * allocation of the requested order possible.
7681                  */
7682                 wakeup_kcompactd(pgdat, alloc_order, highest_zoneidx);
7683
7684                 remaining = schedule_timeout(HZ/10);
7685
7686                 /*
7687                  * If woken prematurely then reset kswapd_highest_zoneidx and
7688                  * order. The values will either be from a wakeup request or
7689                  * the previous request that slept prematurely.
7690                  */
7691                 if (remaining) {
7692                         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx,
7693                                         kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
7694                                                         highest_zoneidx));
7695
7696                         if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_order) < reclaim_order)
7697                                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, reclaim_order);
7698                 }
7699
7700                 finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
7701                 prepare_to_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
7702         }
7703
7704         /*
7705          * After a short sleep, check if it was a premature sleep. If not, then
7706          * go fully to sleep until explicitly woken up.
7707          */
7708         if (!remaining &&
7709             prepare_kswapd_sleep(pgdat, reclaim_order, highest_zoneidx)) {
7710                 trace_mm_vmscan_kswapd_sleep(pgdat->node_id);
7711
7712                 /*
7713                  * vmstat counters are not perfectly accurate and the estimated
7714                  * value for counters such as NR_FREE_PAGES can deviate from the
7715                  * true value by nr_online_cpus * threshold. To avoid the zone
7716                  * watermarks being breached while under pressure, we reduce the
7717                  * per-cpu vmstat threshold while kswapd is awake and restore
7718                  * them before going back to sleep.
7719                  */
7720                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_normal_threshold);
7721
7722                 if (!kthread_should_stop())
7723                         schedule();
7724
7725                 set_pgdat_percpu_threshold(pgdat, calculate_pressure_threshold);
7726         } else {
7727                 if (remaining)
7728                         count_vm_event(KSWAPD_LOW_WMARK_HIT_QUICKLY);
7729                 else
7730                         count_vm_event(KSWAPD_HIGH_WMARK_HIT_QUICKLY);
7731         }
7732         finish_wait(&pgdat->kswapd_wait, &wait);
7733 }
7734
7735 /*
7736  * The background pageout daemon, started as a kernel thread
7737  * from the init process.
7738  *
7739  * This basically trickles out pages so that we have _some_
7740  * free memory available even if there is no other activity
7741  * that frees anything up. This is needed for things like routing
7742  * etc, where we otherwise might have all activity going on in
7743  * asynchronous contexts that cannot page things out.
7744  *
7745  * If there are applications that are active memory-allocators
7746  * (most normal use), this basically shouldn't matter.
7747  */
7748 static int kswapd(void *p)
7749 {
7750         unsigned int alloc_order, reclaim_order;
7751         unsigned int highest_zoneidx = MAX_NR_ZONES - 1;
7752         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)p;
7753         struct task_struct *tsk = current;
7754         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
7755
7756         if (!cpumask_empty(cpumask))
7757                 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask);
7758
7759         /*
7760          * Tell the memory management that we're a "memory allocator",
7761          * and that if we need more memory we should get access to it
7762          * regardless (see "__alloc_pages()"). "kswapd" should
7763          * never get caught in the normal page freeing logic.
7764          *
7765          * (Kswapd normally doesn't need memory anyway, but sometimes
7766          * you need a small amount of memory in order to be able to
7767          * page out something else, and this flag essentially protects
7768          * us from recursively trying to free more memory as we're
7769          * trying to free the first piece of memory in the first place).
7770          */
7771         tsk->flags |= PF_MEMALLOC | PF_KSWAPD;
7772         set_freezable();
7773
7774         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, 0);
7775         WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, MAX_NR_ZONES);
7776         atomic_set(&pgdat->nr_writeback_throttled, 0);
7777         for ( ; ; ) {
7778                 bool ret;
7779
7780                 alloc_order = reclaim_order = READ_ONCE(pgdat->kswapd_order);
7781                 highest_zoneidx = kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
7782                                                         highest_zoneidx);
7783
7784 kswapd_try_sleep:
7785                 kswapd_try_to_sleep(pgdat, alloc_order, reclaim_order,
7786                                         highest_zoneidx);
7787
7788                 /* Read the new order and highest_zoneidx */
7789                 alloc_order = READ_ONCE(pgdat->kswapd_order);
7790                 highest_zoneidx = kswapd_highest_zoneidx(pgdat,
7791                                                         highest_zoneidx);
7792                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, 0);
7793                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, MAX_NR_ZONES);
7794
7795                 ret = try_to_freeze();
7796                 if (kthread_should_stop())
7797                         break;
7798
7799                 /*
7800                  * We can speed up thawing tasks if we don't call balance_pgdat
7801                  * after returning from the refrigerator
7802                  */
7803                 if (ret)
7804                         continue;
7805
7806                 /*
7807                  * Reclaim begins at the requested order but if a high-order
7808                  * reclaim fails then kswapd falls back to reclaiming for
7809                  * order-0. If that happens, kswapd will consider sleeping
7810                  * for the order it finished reclaiming at (reclaim_order)
7811                  * but kcompactd is woken to compact for the original
7812                  * request (alloc_order).
7813                  */
7814                 trace_mm_vmscan_kswapd_wake(pgdat->node_id, highest_zoneidx,
7815                                                 alloc_order);
7816                 reclaim_order = balance_pgdat(pgdat, alloc_order,
7817                                                 highest_zoneidx);
7818                 if (reclaim_order < alloc_order)
7819                         goto kswapd_try_sleep;
7820         }
7821
7822         tsk->flags &= ~(PF_MEMALLOC | PF_KSWAPD);
7823
7824         return 0;
7825 }
7826
7827 /*
7828  * A zone is low on free memory or too fragmented for high-order memory.  If
7829  * kswapd should reclaim (direct reclaim is deferred), wake it up for the zone's
7830  * pgdat.  It will wake up kcompactd after reclaiming memory.  If kswapd reclaim
7831  * has failed or is not needed, still wake up kcompactd if only compaction is
7832  * needed.
7833  */
7834 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, gfp_t gfp_flags, int order,
7835                    enum zone_type highest_zoneidx)
7836 {
7837         pg_data_t *pgdat;
7838         enum zone_type curr_idx;
7839
7840         if (!managed_zone(zone))
7841                 return;
7842
7843         if (!cpuset_zone_allowed(zone, gfp_flags))
7844                 return;
7845
7846         pgdat = zone->zone_pgdat;
7847         curr_idx = READ_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx);
7848
7849         if (curr_idx == MAX_NR_ZONES || curr_idx < highest_zoneidx)
7850                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_highest_zoneidx, highest_zoneidx);
7851
7852         if (READ_ONCE(pgdat->kswapd_order) < order)
7853                 WRITE_ONCE(pgdat->kswapd_order, order);
7854
7855         if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))
7856                 return;
7857
7858         /* Hopeless node, leave it to direct reclaim if possible */
7859         if (pgdat->kswapd_failures >= MAX_RECLAIM_RETRIES ||
7860             (pgdat_balanced(pgdat, order, highest_zoneidx) &&
7861              !pgdat_watermark_boosted(pgdat, highest_zoneidx))) {
7862                 /*
7863                  * There may be plenty of free memory available, but it's too
7864                  * fragmented for high-order allocations.  Wake up kcompactd
7865                  * and rely on compaction_suitable() to determine if it's
7866                  * needed.  If it fails, it will defer subsequent attempts to
7867                  * ratelimit its work.
7868                  */
7869                 if (!(gfp_flags & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
7870                         wakeup_kcompactd(pgdat, order, highest_zoneidx);
7871                 return;
7872         }
7873
7874         trace_mm_vmscan_wakeup_kswapd(pgdat->node_id, highest_zoneidx, order,
7875                                       gfp_flags);
7876         wake_up_interruptible(&pgdat->kswapd_wait);
7877 }
7878
7879 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
7880 /*
7881  * Try to free `nr_to_reclaim' of memory, system-wide, and return the number of
7882  * freed pages.
7883  *
7884  * Rather than trying to age LRUs the aim is to preserve the overall
7885  * LRU order by reclaiming preferentially
7886  * inactive > active > active referenced > active mapped
7887  */
7888 unsigned long shrink_all_memory(unsigned long nr_to_reclaim)
7889 {
7890         struct scan_control sc = {
7891                 .nr_to_reclaim = nr_to_reclaim,
7892                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE,
7893                 .reclaim_idx = MAX_NR_ZONES - 1,
7894                 .priority = DEF_PRIORITY,
7895                 .may_writepage = 1,
7896                 .may_unmap = 1,
7897                 .may_swap = 1,
7898                 .hibernation_mode = 1,
7899         };
7900         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(numa_node_id(), sc.gfp_mask);
7901         unsigned long nr_reclaimed;
7902         unsigned int noreclaim_flag;
7903
7904         fs_reclaim_acquire(sc.gfp_mask);
7905         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
7906         set_task_reclaim_state(current, &sc.reclaim_state);
7907
7908         nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
7909
7910         set_task_reclaim_state(current, NULL);
7911         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
7912         fs_reclaim_release(sc.gfp_mask);
7913
7914         return nr_reclaimed;
7915 }
7916 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
7917
7918 /*
7919  * This kswapd start function will be called by init and node-hot-add.
7920  */
7921 void __meminit kswapd_run(int nid)
7922 {
7923         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
7924
7925         pgdat_kswapd_lock(pgdat);
7926         if (!pgdat->kswapd) {
7927                 pgdat->kswapd = kthread_run(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid);
7928                 if (IS_ERR(pgdat->kswapd)) {
7929                         /* failure at boot is fatal */
7930                         BUG_ON(system_state < SYSTEM_RUNNING);
7931                         pr_err("Failed to start kswapd on node %d\n", nid);
7932                         pgdat->kswapd = NULL;
7933                 }
7934         }
7935         pgdat_kswapd_unlock(pgdat);
7936 }
7937
7938 /*
7939  * Called by memory hotplug when all memory in a node is offlined.  Caller must
7940  * be holding mem_hotplug_begin/done().
7941  */
7942 void __meminit kswapd_stop(int nid)
7943 {
7944         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
7945         struct task_struct *kswapd;
7946
7947         pgdat_kswapd_lock(pgdat);
7948         kswapd = pgdat->kswapd;
7949         if (kswapd) {
7950                 kthread_stop(kswapd);
7951                 pgdat->kswapd = NULL;
7952         }
7953         pgdat_kswapd_unlock(pgdat);
7954 }
7955
7956 static int __init kswapd_init(void)
7957 {
7958         int nid;
7959
7960         swap_setup();
7961         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
7962                 kswapd_run(nid);
7963         return 0;
7964 }
7965
7966 module_init(kswapd_init)
7967
7968 #ifdef CONFIG_NUMA
7969 /*
7970  * Node reclaim mode
7971  *
7972  * If non-zero call node_reclaim when the number of free pages falls below
7973  * the watermarks.
7974  */
7975 int node_reclaim_mode __read_mostly;
7976
7977 /*
7978  * Priority for NODE_RECLAIM. This determines the fraction of pages
7979  * of a node considered for each zone_reclaim. 4 scans 1/16th of
7980  * a zone.
7981  */
7982 #define NODE_RECLAIM_PRIORITY 4
7983
7984 /*
7985  * Percentage of pages in a zone that must be unmapped for node_reclaim to
7986  * occur.
7987  */
7988 int sysctl_min_unmapped_ratio = 1;
7989
7990 /*
7991  * If the number of slab pages in a zone grows beyond this percentage then
7992  * slab reclaim needs to occur.
7993  */
7994 int sysctl_min_slab_ratio = 5;
7995
7996 static inline unsigned long node_unmapped_file_pages(struct pglist_data *pgdat)
7997 {
7998         unsigned long file_mapped = node_page_state(pgdat, NR_FILE_MAPPED);
7999         unsigned long file_lru = node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE) +
8000                 node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
8001
8002         /*
8003          * It's possible for there to be more file mapped pages than
8004          * accounted for by the pages on the file LRU lists because
8005          * tmpfs pages accounted for as ANON can also be FILE_MAPPED
8006          */
8007         return (file_lru > file_mapped) ? (file_lru - file_mapped) : 0;
8008 }
8009
8010 /* Work out how many page cache pages we can reclaim in this reclaim_mode */
8011 static unsigned long node_pagecache_reclaimable(struct pglist_data *pgdat)
8012 {
8013         unsigned long nr_pagecache_reclaimable;
8014         unsigned long delta = 0;
8015
8016         /*
8017          * If RECLAIM_UNMAP is set, then all file pages are considered
8018          * potentially reclaimable. Otherwise, we have to worry about
8019          * pages like swapcache and node_unmapped_file_pages() provides
8020          * a better estimate
8021          */
8022         if (node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP)
8023                 nr_pagecache_reclaimable = node_page_state(pgdat, NR_FILE_PAGES);
8024         else
8025                 nr_pagecache_reclaimable = node_unmapped_file_pages(pgdat);
8026
8027         /* If we can't clean pages, remove dirty pages from consideration */
8028         if (!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE))
8029                 delta += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
8030
8031         /* Watch for any possible underflows due to delta */
8032         if (unlikely(delta > nr_pagecache_reclaimable))
8033                 delta = nr_pagecache_reclaimable;
8034
8035         return nr_pagecache_reclaimable - delta;
8036 }
8037
8038 /*
8039  * Try to free up some pages from this node through reclaim.
8040  */
8041 static int __node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
8042 {
8043         /* Minimum pages needed in order to stay on node */
8044         const unsigned long nr_pages = 1 << order;
8045         struct task_struct *p = current;
8046         unsigned int noreclaim_flag;
8047         struct scan_control sc = {
8048                 .nr_to_reclaim = max(nr_pages, SWAP_CLUSTER_MAX),
8049                 .gfp_mask = current_gfp_context(gfp_mask),
8050                 .order = order,
8051                 .priority = NODE_RECLAIM_PRIORITY,
8052                 .may_writepage = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_WRITE),
8053                 .may_unmap = !!(node_reclaim_mode & RECLAIM_UNMAP),
8054                 .may_swap = 1,
8055                 .reclaim_idx = gfp_zone(gfp_mask),
8056         };
8057         unsigned long pflags;
8058
8059         trace_mm_vmscan_node_reclaim_begin(pgdat->node_id, order,
8060                                            sc.gfp_mask);
8061
8062         cond_resched();
8063         psi_memstall_enter(&pflags);
8064         fs_reclaim_acquire(sc.gfp_mask);
8065         /*
8066          * We need to be able to allocate from the reserves for RECLAIM_UNMAP
8067          */
8068         noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
8069         set_task_reclaim_state(p, &sc.reclaim_state);
8070
8071         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) > pgdat->min_unmapped_pages ||
8072             node_page_state_pages(pgdat, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) > pgdat->min_slab_pages) {
8073                 /*
8074                  * Free memory by calling shrink node with increasing
8075                  * priorities until we have enough memory freed.
8076                  */
8077                 do {
8078                         shrink_node(pgdat, &sc);
8079                 } while (sc.nr_reclaimed < nr_pages && --sc.priority >= 0);
8080         }
8081
8082         set_task_reclaim_state(p, NULL);
8083         memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);
8084         fs_reclaim_release(sc.gfp_mask);
8085         psi_memstall_leave(&pflags);
8086
8087         trace_mm_vmscan_node_reclaim_end(sc.nr_reclaimed);
8088
8089         return sc.nr_reclaimed >= nr_pages;
8090 }
8091
8092 int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
8093 {
8094         int ret;
8095
8096         /*
8097          * Node reclaim reclaims unmapped file backed pages and
8098          * slab pages if we are over the defined limits.
8099          *
8100          * A small portion of unmapped file backed pages is needed for
8101          * file I/O otherwise pages read by file I/O will be immediately
8102          * thrown out if the node is overallocated. So we do not reclaim
8103          * if less than a specified percentage of the node is used by
8104          * unmapped file backed pages.
8105          */
8106         if (node_pagecache_reclaimable(pgdat) <= pgdat->min_unmapped_pages &&
8107             node_page_state_pages(pgdat, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) <=
8108             pgdat->min_slab_pages)
8109                 return NODE_RECLAIM_FULL;
8110
8111         /*
8112          * Do not scan if the allocation should not be delayed.
8113          */
8114         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || (current->flags & PF_MEMALLOC))
8115                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
8116
8117         /*
8118          * Only run node reclaim on the local node or on nodes that do not
8119          * have associated processors. This will favor the local processor
8120          * over remote processors and spread off node memory allocations
8121          * as wide as possible.
8122          */
8123         if (node_state(pgdat->node_id, N_CPU) && pgdat->node_id != numa_node_id())
8124                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
8125
8126         if (test_and_set_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags))
8127                 return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
8128
8129         ret = __node_reclaim(pgdat, gfp_mask, order);
8130         clear_bit(PGDAT_RECLAIM_LOCKED, &pgdat->flags);
8131
8132         if (!ret)
8133                 count_vm_event(PGSCAN_ZONE_RECLAIM_FAILED);
8134
8135         return ret;
8136 }
8137 #endif
8138
8139 /**
8140  * check_move_unevictable_folios - Move evictable folios to appropriate zone
8141  * lru list
8142  * @fbatch: Batch of lru folios to check.
8143  *
8144  * Checks folios for evictability, if an evictable folio is in the unevictable
8145  * lru list, moves it to the appropriate evictable lru list. This function
8146  * should be only used for lru folios.
8147  */
8148 void check_move_unevictable_folios(struct folio_batch *fbatch)
8149 {
8150         struct lruvec *lruvec = NULL;
8151         int pgscanned = 0;
8152         int pgrescued = 0;
8153         int i;
8154
8155         for (i = 0; i < fbatch->nr; i++) {
8156                 struct folio *folio = fbatch->folios[i];
8157                 int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
8158
8159                 pgscanned += nr_pages;
8160
8161                 /* block memcg migration while the folio moves between lrus */
8162                 if (!folio_test_clear_lru(folio))
8163                         continue;
8164
8165                 lruvec = folio_lruvec_relock_irq(folio, lruvec);
8166                 if (folio_evictable(folio) && folio_test_unevictable(folio)) {
8167                         lruvec_del_folio(lruvec, folio);
8168                         folio_clear_unevictable(folio);
8169                         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
8170                         pgrescued += nr_pages;
8171                 }
8172                 folio_set_lru(folio);
8173         }
8174
8175         if (lruvec) {
8176                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
8177                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
8178                 unlock_page_lruvec_irq(lruvec);
8179         } else if (pgscanned) {
8180                 count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSCANNED, pgscanned);
8181         }
8182 }
8183 EXPORT_SYMBOL_GPL(check_move_unevictable_folios);