mm/vmscan.c: prevent useless kswapd loops
authorShakeel Butt <>
Thu, 4 Jul 2019 22:14:42 +0000 (15:14 -0700)
committerLinus Torvalds <>
Fri, 5 Jul 2019 02:12:07 +0000 (11:12 +0900)
In production we have noticed hard lockups on large machines running
large jobs due to kswaps hoarding lru lock within isolate_lru_pages when
sc->reclaim_idx is 0 which is a small zone.  The lru was couple hundred
GiBs and the condition (page_zonenum(page) > sc->reclaim_idx) in
isolate_lru_pages() was basically skipping GiBs of pages while holding
the LRU spinlock with interrupt disabled.

On further inspection, it seems like there are two issues:

(1) If kswapd on the return from balance_pgdat() could not sleep (i.e.
    node is still unbalanced), the classzone_idx is unintentionally set
    to 0 and the whole reclaim cycle of kswapd will try to reclaim only
    the lowest and smallest zone while traversing the whole memory.

(2) Fundamentally isolate_lru_pages() is really bad when the
    allocation has woken kswapd for a smaller zone on a very large machine
    running very large jobs.  It can hoard the LRU spinlock while skipping
    over 100s of GiBs of pages.

This patch only fixes (1).  (2) needs a more fundamental solution.  To
fix (1), in the kswapd context, if pgdat->kswapd_classzone_idx is
invalid use the classzone_idx of the previous kswapd loop otherwise use
the one the waker has requested.

Fixes: e716f2eb24de ("mm, vmscan: prevent kswapd sleeping prematurely due to mismatched classzone_idx")
Signed-off-by: Shakeel Butt <>
Reviewed-by: Yang Shi <>
Acked-by: Mel Gorman <>
Cc: Johannes Weiner <>
Cc: Michal Hocko <>
Cc: Vlastimil Babka <>
Cc: Hillf Danton <>
Cc: Roman Gushchin <>
Signed-off-by: Andrew Morton <>
Signed-off-by: Linus Torvalds <>

index 7889f58..910e02c 100644 (file)
@@ -3644,19 +3644,18 @@ out:
- * pgdat->kswapd_classzone_idx is the highest zone index that a recent
- * allocation request woke kswapd for. When kswapd has not woken recently,
- * the value is MAX_NR_ZONES which is not a valid index. This compares a
- * given classzone and returns it or the highest classzone index kswapd
- * was recently woke for.
+ * The pgdat->kswapd_classzone_idx is used to pass the highest zone index to be
+ * reclaimed by kswapd from the waker. If the value is MAX_NR_ZONES which is not
+ * a valid index then either kswapd runs for first time or kswapd couldn't sleep
+ * after previous reclaim attempt (node is still unbalanced). In that case
+ * return the zone index of the previous kswapd reclaim cycle.
 static enum zone_type kswapd_classzone_idx(pg_data_t *pgdat,
-                                          enum zone_type classzone_idx)
+                                          enum zone_type prev_classzone_idx)
        if (pgdat->kswapd_classzone_idx == MAX_NR_ZONES)
-               return classzone_idx;
-       return max(pgdat->kswapd_classzone_idx, classzone_idx);
+               return prev_classzone_idx;
+       return pgdat->kswapd_classzone_idx;
 static void kswapd_try_to_sleep(pg_data_t *pgdat, int alloc_order, int reclaim_order,
@@ -3797,7 +3796,7 @@ kswapd_try_sleep:
                /* Read the new order and classzone_idx */
                alloc_order = reclaim_order = pgdat->kswapd_order;
-               classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, 0);
+               classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat, classzone_idx);
                pgdat->kswapd_order = 0;
                pgdat->kswapd_classzone_idx = MAX_NR_ZONES;
@@ -3851,8 +3850,12 @@ void wakeup_kswapd(struct zone *zone, gfp_t gfp_flags, int order,
        if (!cpuset_zone_allowed(zone, gfp_flags))
        pgdat = zone->zone_pgdat;
-       pgdat->kswapd_classzone_idx = kswapd_classzone_idx(pgdat,
-                                                          classzone_idx);
+       if (pgdat->kswapd_classzone_idx == MAX_NR_ZONES)
+               pgdat->kswapd_classzone_idx = classzone_idx;
+       else
+               pgdat->kswapd_classzone_idx = max(pgdat->kswapd_classzone_idx,
+                                                 classzone_idx);
        pgdat->kswapd_order = max(pgdat->kswapd_order, order);
        if (!waitqueue_active(&pgdat->kswapd_wait))