LCOV - code coverage report
Current view: top level - mm - compaction.c (source / functions) Hit Total Coverage
Test: coverage.info Lines: 14 329 4.3 %
Date: 2014-04-16 Functions: 3 24 12.5 %
Branches: 10 273 3.7 %

           Branch data     Line data    Source code
       1                 :            : /*
       2                 :            :  * linux/mm/compaction.c
       3                 :            :  *
       4                 :            :  * Memory compaction for the reduction of external fragmentation. Note that
       5                 :            :  * this heavily depends upon page migration to do all the real heavy
       6                 :            :  * lifting
       7                 :            :  *
       8                 :            :  * Copyright IBM Corp. 2007-2010 Mel Gorman <mel@csn.ul.ie>
       9                 :            :  */
      10                 :            : #include <linux/swap.h>
      11                 :            : #include <linux/migrate.h>
      12                 :            : #include <linux/compaction.h>
      13                 :            : #include <linux/mm_inline.h>
      14                 :            : #include <linux/backing-dev.h>
      15                 :            : #include <linux/sysctl.h>
      16                 :            : #include <linux/sysfs.h>
      17                 :            : #include <linux/balloon_compaction.h>
      18                 :            : #include <linux/page-isolation.h>
      19                 :            : #include "internal.h"
      20                 :            : 
      21                 :            : #ifdef CONFIG_COMPACTION
      22                 :            : static inline void count_compact_event(enum vm_event_item item)
      23                 :            : {
      24                 :            :         count_vm_event(item);
      25                 :            : }
      26                 :            : 
      27                 :            : static inline void count_compact_events(enum vm_event_item item, long delta)
      28                 :            : {
      29                 :            :         count_vm_events(item, delta);
      30                 :            : }
      31                 :            : #else
      32                 :            : #define count_compact_event(item) do { } while (0)
      33                 :            : #define count_compact_events(item, delta) do { } while (0)
      34                 :            : #endif
      35                 :            : 
      36                 :            : #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
      37                 :            : 
      38                 :            : #define CREATE_TRACE_POINTS
      39                 :            : #include <trace/events/compaction.h>
      40                 :            : 
      41                 :          0 : static unsigned long release_freepages(struct list_head *freelist)
      42                 :            : {
      43                 :            :         struct page *page, *next;
      44                 :            :         unsigned long count = 0;
      45                 :            : 
      46         [ #  # ]:          0 :         list_for_each_entry_safe(page, next, freelist, lru) {
      47                 :            :                 list_del(&page->lru);
      48                 :          0 :                 __free_page(page);
      49                 :          0 :                 count++;
      50                 :            :         }
      51                 :            : 
      52                 :          0 :         return count;
      53                 :            : }
      54                 :            : 
      55                 :            : static void map_pages(struct list_head *list)
      56                 :            : {
      57                 :            :         struct page *page;
      58                 :            : 
      59 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         list_for_each_entry(page, list, lru) {
      60                 :            :                 arch_alloc_page(page, 0);
      61                 :            :                 kernel_map_pages(page, 1, 1);
      62                 :            :         }
      63                 :            : }
      64                 :            : 
      65                 :            : static inline bool migrate_async_suitable(int migratetype)
      66                 :            : {
      67                 :            :         return is_migrate_cma(migratetype) || migratetype == MIGRATE_MOVABLE;
      68                 :            : }
      69                 :            : 
      70                 :            : #ifdef CONFIG_COMPACTION
      71                 :            : /* Returns true if the pageblock should be scanned for pages to isolate. */
      72                 :            : static inline bool isolation_suitable(struct compact_control *cc,
      73                 :            :                                         struct page *page)
      74                 :            : {
      75 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (cc->ignore_skip_hint)
      76                 :            :                 return true;
      77                 :            : 
      78                 :          0 :         return !get_pageblock_skip(page);
      79                 :            : }
      80                 :            : 
      81                 :            : /*
      82                 :            :  * This function is called to clear all cached information on pageblocks that
      83                 :            :  * should be skipped for page isolation when the migrate and free page scanner
      84                 :            :  * meet.
      85                 :            :  */
      86                 :          0 : static void __reset_isolation_suitable(struct zone *zone)
      87                 :            : {
      88                 :          0 :         unsigned long start_pfn = zone->zone_start_pfn;
      89                 :            :         unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
      90                 :            :         unsigned long pfn;
      91                 :            : 
      92                 :          0 :         zone->compact_cached_migrate_pfn = start_pfn;
      93                 :          0 :         zone->compact_cached_free_pfn = end_pfn;
      94                 :          0 :         zone->compact_blockskip_flush = false;
      95                 :            : 
      96                 :            :         /* Walk the zone and mark every pageblock as suitable for isolation */
      97         [ #  # ]:          0 :         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
      98                 :            :                 struct page *page;
      99                 :            : 
     100                 :          0 :                 cond_resched();
     101                 :            : 
     102         [ #  # ]:          0 :                 if (!pfn_valid(pfn))
     103                 :          0 :                         continue;
     104                 :            : 
     105                 :          0 :                 page = pfn_to_page(pfn);
     106         [ #  # ]:          0 :                 if (zone != page_zone(page))
     107                 :          0 :                         continue;
     108                 :            : 
     109                 :          0 :                 clear_pageblock_skip(page);
     110                 :            :         }
     111                 :          0 : }
     112                 :            : 
     113                 :          0 : void reset_isolation_suitable(pg_data_t *pgdat)
     114                 :            : {
     115                 :            :         int zoneid;
     116                 :            : 
     117         [ +  + ]:         40 :         for (zoneid = 0; zoneid < MAX_NR_ZONES; zoneid++) {
     118                 :         30 :                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zoneid];
     119         [ +  + ]:         30 :                 if (!populated_zone(zone))
     120                 :         10 :                         continue;
     121                 :            : 
     122                 :            :                 /* Only flush if a full compaction finished recently */
     123         [ -  + ]:         20 :                 if (zone->compact_blockskip_flush)
     124                 :          0 :                         __reset_isolation_suitable(zone);
     125                 :            :         }
     126                 :         10 : }
     127                 :            : 
     128                 :            : /*
     129                 :            :  * If no pages were isolated then mark this pageblock to be skipped in the
     130                 :            :  * future. The information is later cleared by __reset_isolation_suitable().
     131                 :            :  */
     132                 :          0 : static void update_pageblock_skip(struct compact_control *cc,
     133                 :            :                         struct page *page, unsigned long nr_isolated,
     134                 :            :                         bool migrate_scanner)
     135                 :            : {
     136                 :          0 :         struct zone *zone = cc->zone;
     137                 :            : 
     138         [ #  # ]:          0 :         if (cc->ignore_skip_hint)
     139                 :            :                 return;
     140                 :            : 
     141         [ #  # ]:          0 :         if (!page)
     142                 :            :                 return;
     143                 :            : 
     144         [ #  # ]:          0 :         if (!nr_isolated) {
     145                 :          0 :                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
     146                 :          0 :                 set_pageblock_skip(page);
     147                 :            : 
     148                 :            :                 /* Update where compaction should restart */
     149         [ #  # ]:          0 :                 if (migrate_scanner) {
     150 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                         if (!cc->finished_update_migrate &&
     151                 :          0 :                             pfn > zone->compact_cached_migrate_pfn)
     152                 :          0 :                                 zone->compact_cached_migrate_pfn = pfn;
     153                 :            :                 } else {
     154 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                         if (!cc->finished_update_free &&
     155                 :          0 :                             pfn < zone->compact_cached_free_pfn)
     156                 :          0 :                                 zone->compact_cached_free_pfn = pfn;
     157                 :            :                 }
     158                 :            :         }
     159                 :            : }
     160                 :            : #else
     161                 :            : static inline bool isolation_suitable(struct compact_control *cc,
     162                 :            :                                         struct page *page)
     163                 :            : {
     164                 :            :         return true;
     165                 :            : }
     166                 :            : 
     167                 :            : static void update_pageblock_skip(struct compact_control *cc,
     168                 :            :                         struct page *page, unsigned long nr_isolated,
     169                 :            :                         bool migrate_scanner)
     170                 :            : {
     171                 :            : }
     172                 :            : #endif /* CONFIG_COMPACTION */
     173                 :            : 
     174                 :            : static inline bool should_release_lock(spinlock_t *lock)
     175                 :            : {
     176 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         return need_resched() || spin_is_contended(lock);
         [ #  # ][ #  # ]
     177                 :            : }
     178                 :            : 
     179                 :            : /*
     180                 :            :  * Compaction requires the taking of some coarse locks that are potentially
     181                 :            :  * very heavily contended. Check if the process needs to be scheduled or
     182                 :            :  * if the lock is contended. For async compaction, back out in the event
     183                 :            :  * if contention is severe. For sync compaction, schedule.
     184                 :            :  *
     185                 :            :  * Returns true if the lock is held.
     186                 :            :  * Returns false if the lock is released and compaction should abort
     187                 :            :  */
     188                 :          0 : static bool compact_checklock_irqsave(spinlock_t *lock, unsigned long *flags,
     189                 :            :                                       bool locked, struct compact_control *cc)
     190                 :            : {
     191         [ #  # ]:          0 :         if (should_release_lock(lock)) {
     192         [ #  # ]:          0 :                 if (locked) {
     193                 :          0 :                         spin_unlock_irqrestore(lock, *flags);
     194                 :            :                         locked = false;
     195                 :            :                 }
     196                 :            : 
     197                 :            :                 /* async aborts if taking too long or contended */
     198         [ #  # ]:          0 :                 if (!cc->sync) {
     199                 :          0 :                         cc->contended = true;
     200                 :            :                         return false;
     201                 :            :                 }
     202                 :            : 
     203                 :          0 :                 cond_resched();
     204                 :            :         }
     205                 :            : 
     206         [ #  # ]:          0 :         if (!locked)
     207                 :          0 :                 spin_lock_irqsave(lock, *flags);
     208                 :            :         return true;
     209                 :            : }
     210                 :            : 
     211                 :            : static inline bool compact_trylock_irqsave(spinlock_t *lock,
     212                 :            :                         unsigned long *flags, struct compact_control *cc)
     213                 :            : {
     214                 :            :         return compact_checklock_irqsave(lock, flags, false, cc);
     215                 :            : }
     216                 :            : 
     217                 :            : /* Returns true if the page is within a block suitable for migration to */
     218                 :          0 : static bool suitable_migration_target(struct page *page)
     219                 :            : {
     220                 :            :         int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
     221                 :            : 
     222                 :            :         /* Don't interfere with memory hot-remove or the min_free_kbytes blocks */
     223         [ #  # ]:          0 :         if (migratetype == MIGRATE_RESERVE)
     224                 :            :                 return false;
     225                 :            : 
     226                 :            :         if (is_migrate_isolate(migratetype))
     227                 :            :                 return false;
     228                 :            : 
     229                 :            :         /* If the page is a large free page, then allow migration */
     230 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order)
     231                 :            :                 return true;
     232                 :            : 
     233                 :            :         /* If the block is MIGRATE_MOVABLE or MIGRATE_CMA, allow migration */
     234         [ #  # ]:          0 :         if (migrate_async_suitable(migratetype))
     235                 :            :                 return true;
     236                 :            : 
     237                 :            :         /* Otherwise skip the block */
     238                 :          0 :         return false;
     239                 :            : }
     240                 :            : 
     241                 :            : /*
     242                 :            :  * Isolate free pages onto a private freelist. If @strict is true, will abort
     243                 :            :  * returning 0 on any invalid PFNs or non-free pages inside of the pageblock
     244                 :            :  * (even though it may still end up isolating some pages).
     245                 :            :  */
     246                 :          0 : static unsigned long isolate_freepages_block(struct compact_control *cc,
     247                 :            :                                 unsigned long blockpfn,
     248                 :            :                                 unsigned long end_pfn,
     249                 :            :                                 struct list_head *freelist,
     250                 :            :                                 bool strict)
     251                 :            : {
     252                 :            :         int nr_scanned = 0, total_isolated = 0;
     253                 :            :         struct page *cursor, *valid_page = NULL;
     254                 :            :         unsigned long flags;
     255                 :            :         bool locked = false;
     256                 :            : 
     257                 :          0 :         cursor = pfn_to_page(blockpfn);
     258                 :            : 
     259                 :            :         /* Isolate free pages. */
     260         [ #  # ]:          0 :         for (; blockpfn < end_pfn; blockpfn++, cursor++) {
     261                 :            :                 int isolated, i;
     262                 :            :                 struct page *page = cursor;
     263                 :            : 
     264                 :          0 :                 nr_scanned++;
     265                 :            :                 if (!pfn_valid_within(blockpfn))
     266                 :            :                         goto isolate_fail;
     267                 :            : 
     268         [ #  # ]:          0 :                 if (!valid_page)
     269                 :            :                         valid_page = page;
     270         [ #  # ]:          0 :                 if (!PageBuddy(page))
     271                 :            :                         goto isolate_fail;
     272                 :            : 
     273                 :            :                 /*
     274                 :            :                  * The zone lock must be held to isolate freepages.
     275                 :            :                  * Unfortunately this is a very coarse lock and can be
     276                 :            :                  * heavily contended if there are parallel allocations
     277                 :            :                  * or parallel compactions. For async compaction do not
     278                 :            :                  * spin on the lock and we acquire the lock as late as
     279                 :            :                  * possible.
     280                 :            :                  */
     281                 :          0 :                 locked = compact_checklock_irqsave(&cc->zone->lock, &flags,
     282                 :            :                                                                 locked, cc);
     283         [ #  # ]:          0 :                 if (!locked)
     284                 :            :                         break;
     285                 :            : 
     286                 :            :                 /* Recheck this is a suitable migration target under lock */
     287 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                 if (!strict && !suitable_migration_target(page))
     288                 :            :                         break;
     289                 :            : 
     290                 :            :                 /* Recheck this is a buddy page under lock */
     291         [ #  # ]:          0 :                 if (!PageBuddy(page))
     292                 :            :                         goto isolate_fail;
     293                 :            : 
     294                 :            :                 /* Found a free page, break it into order-0 pages */
     295                 :          0 :                 isolated = split_free_page(page);
     296                 :          0 :                 total_isolated += isolated;
     297         [ #  # ]:          0 :                 for (i = 0; i < isolated; i++) {
     298                 :          0 :                         list_add(&page->lru, freelist);
     299                 :          0 :                         page++;
     300                 :            :                 }
     301                 :            : 
     302                 :            :                 /* If a page was split, advance to the end of it */
     303         [ #  # ]:          0 :                 if (isolated) {
     304                 :          0 :                         blockpfn += isolated - 1;
     305                 :          0 :                         cursor += isolated - 1;
     306                 :          0 :                         continue;
     307                 :            :                 }
     308                 :            : 
     309                 :            : isolate_fail:
     310         [ #  # ]:          0 :                 if (strict)
     311                 :            :                         break;
     312                 :            :                 else
     313                 :          0 :                         continue;
     314                 :            : 
     315                 :            :         }
     316                 :            : 
     317                 :          0 :         trace_mm_compaction_isolate_freepages(nr_scanned, total_isolated);
     318                 :            : 
     319                 :            :         /*
     320                 :            :          * If strict isolation is requested by CMA then check that all the
     321                 :            :          * pages requested were isolated. If there were any failures, 0 is
     322                 :            :          * returned and CMA will fail.
     323                 :            :          */
     324         [ #  # ]:          0 :         if (strict && blockpfn < end_pfn)
     325                 :            :                 total_isolated = 0;
     326                 :            : 
     327         [ #  # ]:          0 :         if (locked)
     328                 :          0 :                 spin_unlock_irqrestore(&cc->zone->lock, flags);
     329                 :            : 
     330                 :            :         /* Update the pageblock-skip if the whole pageblock was scanned */
     331         [ #  # ]:          0 :         if (blockpfn == end_pfn)
     332                 :          0 :                 update_pageblock_skip(cc, valid_page, total_isolated, false);
     333                 :            : 
     334                 :            :         count_compact_events(COMPACTFREE_SCANNED, nr_scanned);
     335         [ #  # ]:          0 :         if (total_isolated)
     336                 :            :                 count_compact_events(COMPACTISOLATED, total_isolated);
     337                 :          0 :         return total_isolated;
     338                 :            : }
     339                 :            : 
     340                 :            : /**
     341                 :            :  * isolate_freepages_range() - isolate free pages.
     342                 :            :  * @start_pfn: The first PFN to start isolating.
     343                 :            :  * @end_pfn:   The one-past-last PFN.
     344                 :            :  *
     345                 :            :  * Non-free pages, invalid PFNs, or zone boundaries within the
     346                 :            :  * [start_pfn, end_pfn) range are considered errors, cause function to
     347                 :            :  * undo its actions and return zero.
     348                 :            :  *
     349                 :            :  * Otherwise, function returns one-past-the-last PFN of isolated page
     350                 :            :  * (which may be greater then end_pfn if end fell in a middle of
     351                 :            :  * a free page).
     352                 :            :  */
     353                 :            : unsigned long
     354                 :          0 : isolate_freepages_range(struct compact_control *cc,
     355                 :            :                         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
     356                 :            : {
     357                 :            :         unsigned long isolated, pfn, block_end_pfn;
     358                 :          0 :         LIST_HEAD(freelist);
     359                 :            : 
     360         [ #  # ]:          0 :         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += isolated) {
     361 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                 if (!pfn_valid(pfn) || cc->zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
     362                 :            :                         break;
     363                 :            : 
     364                 :            :                 /*
     365                 :            :                  * On subsequent iterations ALIGN() is actually not needed,
     366                 :            :                  * but we keep it that we not to complicate the code.
     367                 :            :                  */
     368                 :          0 :                 block_end_pfn = ALIGN(pfn + 1, pageblock_nr_pages);
     369                 :          0 :                 block_end_pfn = min(block_end_pfn, end_pfn);
     370                 :            : 
     371                 :          0 :                 isolated = isolate_freepages_block(cc, pfn, block_end_pfn,
     372                 :            :                                                    &freelist, true);
     373                 :            : 
     374                 :            :                 /*
     375                 :            :                  * In strict mode, isolate_freepages_block() returns 0 if
     376                 :            :                  * there are any holes in the block (ie. invalid PFNs or
     377                 :            :                  * non-free pages).
     378                 :            :                  */
     379         [ #  # ]:          0 :                 if (!isolated)
     380                 :            :                         break;
     381                 :            : 
     382                 :            :                 /*
     383                 :            :                  * If we managed to isolate pages, it is always (1 << n) *
     384                 :            :                  * pageblock_nr_pages for some non-negative n.  (Max order
     385                 :            :                  * page may span two pageblocks).
     386                 :            :                  */
     387                 :            :         }
     388                 :            : 
     389                 :            :         /* split_free_page does not map the pages */
     390                 :            :         map_pages(&freelist);
     391                 :            : 
     392         [ #  # ]:          0 :         if (pfn < end_pfn) {
     393                 :            :                 /* Loop terminated early, cleanup. */
     394                 :          0 :                 release_freepages(&freelist);
     395                 :          0 :                 return 0;
     396                 :            :         }
     397                 :            : 
     398                 :            :         /* We don't use freelists for anything. */
     399                 :            :         return pfn;
     400                 :            : }
     401                 :            : 
     402                 :            : /* Update the number of anon and file isolated pages in the zone */
     403                 :          0 : static void acct_isolated(struct zone *zone, bool locked, struct compact_control *cc)
     404                 :            : {
     405                 :            :         struct page *page;
     406                 :          0 :         unsigned int count[2] = { 0, };
     407                 :            : 
     408         [ #  # ]:          0 :         list_for_each_entry(page, &cc->migratepages, lru)
     409                 :          0 :                 count[!!page_is_file_cache(page)]++;
     410                 :            : 
     411                 :            :         /* If locked we can use the interrupt unsafe versions */
     412         [ #  # ]:          0 :         if (locked) {
     413                 :          0 :                 __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON, count[0]);
     414                 :          0 :                 __mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE, count[1]);
     415                 :            :         } else {
     416                 :          0 :                 mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON, count[0]);
     417                 :          0 :                 mod_zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE, count[1]);
     418                 :            :         }
     419                 :          0 : }
     420                 :            : 
     421                 :            : /* Similar to reclaim, but different enough that they don't share logic */
     422                 :          0 : static bool too_many_isolated(struct zone *zone)
     423                 :            : {
     424                 :            :         unsigned long active, inactive, isolated;
     425                 :            : 
     426                 :          0 :         inactive = zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_FILE) +
     427                 :            :                                         zone_page_state(zone, NR_INACTIVE_ANON);
     428                 :          0 :         active = zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_FILE) +
     429                 :            :                                         zone_page_state(zone, NR_ACTIVE_ANON);
     430                 :          0 :         isolated = zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_FILE) +
     431                 :            :                                         zone_page_state(zone, NR_ISOLATED_ANON);
     432                 :            : 
     433                 :          0 :         return isolated > (inactive + active) / 2;
     434                 :            : }
     435                 :            : 
     436                 :            : /**
     437                 :            :  * isolate_migratepages_range() - isolate all migrate-able pages in range.
     438                 :            :  * @zone:       Zone pages are in.
     439                 :            :  * @cc:         Compaction control structure.
     440                 :            :  * @low_pfn:    The first PFN of the range.
     441                 :            :  * @end_pfn:    The one-past-the-last PFN of the range.
     442                 :            :  * @unevictable: true if it allows to isolate unevictable pages
     443                 :            :  *
     444                 :            :  * Isolate all pages that can be migrated from the range specified by
     445                 :            :  * [low_pfn, end_pfn).  Returns zero if there is a fatal signal
     446                 :            :  * pending), otherwise PFN of the first page that was not scanned
     447                 :            :  * (which may be both less, equal to or more then end_pfn).
     448                 :            :  *
     449                 :            :  * Assumes that cc->migratepages is empty and cc->nr_migratepages is
     450                 :            :  * zero.
     451                 :            :  *
     452                 :            :  * Apart from cc->migratepages and cc->nr_migratetypes this function
     453                 :            :  * does not modify any cc's fields, in particular it does not modify
     454                 :            :  * (or read for that matter) cc->migrate_pfn.
     455                 :            :  */
     456                 :            : unsigned long
     457                 :          0 : isolate_migratepages_range(struct zone *zone, struct compact_control *cc,
     458                 :            :                 unsigned long low_pfn, unsigned long end_pfn, bool unevictable)
     459                 :            : {
     460                 :            :         unsigned long last_pageblock_nr = 0, pageblock_nr;
     461                 :            :         unsigned long nr_scanned = 0, nr_isolated = 0;
     462                 :          0 :         struct list_head *migratelist = &cc->migratepages;
     463                 :            :         isolate_mode_t mode = 0;
     464                 :            :         struct lruvec *lruvec;
     465                 :            :         unsigned long flags;
     466                 :            :         bool locked = false;
     467                 :            :         struct page *page = NULL, *valid_page = NULL;
     468                 :            :         bool skipped_async_unsuitable = false;
     469                 :            : 
     470                 :            :         /*
     471                 :            :          * Ensure that there are not too many pages isolated from the LRU
     472                 :            :          * list by either parallel reclaimers or compaction. If there are,
     473                 :            :          * delay for some time until fewer pages are isolated
     474                 :            :          */
     475         [ #  # ]:          0 :         while (unlikely(too_many_isolated(zone))) {
     476                 :            :                 /* async migration should just abort */
     477         [ #  # ]:          0 :                 if (!cc->sync)
     478                 :            :                         return 0;
     479                 :            : 
     480                 :          0 :                 congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
     481                 :            : 
     482         [ #  # ]:          0 :                 if (fatal_signal_pending(current))
     483                 :            :                         return 0;
     484                 :            :         }
     485                 :            : 
     486                 :            :         /* Time to isolate some pages for migration */
     487                 :          0 :         cond_resched();
     488         [ #  # ]:          0 :         for (; low_pfn < end_pfn; low_pfn++) {
     489                 :            :                 /* give a chance to irqs before checking need_resched() */
     490 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                 if (locked && !((low_pfn+1) % SWAP_CLUSTER_MAX)) {
     491         [ #  # ]:          0 :                         if (should_release_lock(&zone->lru_lock)) {
     492                 :          0 :                                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
     493                 :            :                                 locked = false;
     494                 :            :                         }
     495                 :            :                 }
     496                 :            : 
     497                 :            :                 /*
     498                 :            :                  * migrate_pfn does not necessarily start aligned to a
     499                 :            :                  * pageblock. Ensure that pfn_valid is called when moving
     500                 :            :                  * into a new MAX_ORDER_NR_PAGES range in case of large
     501                 :            :                  * memory holes within the zone
     502                 :            :                  */
     503         [ #  # ]:          0 :                 if ((low_pfn & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0) {
     504         [ #  # ]:          0 :                         if (!pfn_valid(low_pfn)) {
     505                 :          0 :                                 low_pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES - 1;
     506                 :          0 :                                 continue;
     507                 :            :                         }
     508                 :            :                 }
     509                 :            : 
     510                 :            :                 if (!pfn_valid_within(low_pfn))
     511                 :            :                         continue;
     512                 :          0 :                 nr_scanned++;
     513                 :            : 
     514                 :            :                 /*
     515                 :            :                  * Get the page and ensure the page is within the same zone.
     516                 :            :                  * See the comment in isolate_freepages about overlapping
     517                 :            :                  * nodes. It is deliberate that the new zone lock is not taken
     518                 :            :                  * as memory compaction should not move pages between nodes.
     519                 :            :                  */
     520                 :          0 :                 page = pfn_to_page(low_pfn);
     521         [ #  # ]:          0 :                 if (page_zone(page) != zone)
     522                 :          0 :                         continue;
     523                 :            : 
     524         [ #  # ]:          0 :                 if (!valid_page)
     525                 :            :                         valid_page = page;
     526                 :            : 
     527                 :            :                 /* If isolation recently failed, do not retry */
     528                 :          0 :                 pageblock_nr = low_pfn >> pageblock_order;
     529         [ #  # ]:          0 :                 if (!isolation_suitable(cc, page))
     530                 :            :                         goto next_pageblock;
     531                 :            : 
     532                 :            :                 /*
     533                 :            :                  * Skip if free. page_order cannot be used without zone->lock
     534                 :            :                  * as nothing prevents parallel allocations or buddy merging.
     535                 :            :                  */
     536         [ #  # ]:          0 :                 if (PageBuddy(page))
     537                 :          0 :                         continue;
     538                 :            : 
     539                 :            :                 /*
     540                 :            :                  * For async migration, also only scan in MOVABLE blocks. Async
     541                 :            :                  * migration is optimistic to see if the minimum amount of work
     542                 :            :                  * satisfies the allocation
     543                 :            :                  */
     544         [ #  # ]:          0 :                 if (!cc->sync && last_pageblock_nr != pageblock_nr &&
           [ #  #  #  # ]
     545                 :            :                     !migrate_async_suitable(get_pageblock_migratetype(page))) {
     546                 :          0 :                         cc->finished_update_migrate = true;
     547                 :            :                         skipped_async_unsuitable = true;
     548                 :          0 :                         goto next_pageblock;
     549                 :            :                 }
     550                 :            : 
     551                 :            :                 /*
     552                 :            :                  * Check may be lockless but that's ok as we recheck later.
     553                 :            :                  * It's possible to migrate LRU pages and balloon pages
     554                 :            :                  * Skip any other type of page
     555                 :            :                  */
     556         [ #  # ]:          0 :                 if (!PageLRU(page)) {
     557                 :            :                         if (unlikely(balloon_page_movable(page))) {
     558                 :            :                                 if (locked && balloon_page_isolate(page)) {
     559                 :            :                                         /* Successfully isolated */
     560                 :            :                                         cc->finished_update_migrate = true;
     561                 :            :                                         list_add(&page->lru, migratelist);
     562                 :            :                                         cc->nr_migratepages++;
     563                 :            :                                         nr_isolated++;
     564                 :            :                                         goto check_compact_cluster;
     565                 :            :                                 }
     566                 :            :                         }
     567                 :          0 :                         continue;
     568                 :            :                 }
     569                 :            : 
     570                 :            :                 /*
     571                 :            :                  * PageLRU is set. lru_lock normally excludes isolation
     572                 :            :                  * splitting and collapsing (collapsing has already happened
     573                 :            :                  * if PageLRU is set) but the lock is not necessarily taken
     574                 :            :                  * here and it is wasteful to take it just to check transhuge.
     575                 :            :                  * Check TransHuge without lock and skip the whole pageblock if
     576                 :            :                  * it's either a transhuge or hugetlbfs page, as calling
     577                 :            :                  * compound_order() without preventing THP from splitting the
     578                 :            :                  * page underneath us may return surprising results.
     579                 :            :                  */
     580                 :            :                 if (PageTransHuge(page)) {
     581                 :            :                         if (!locked)
     582                 :            :                                 goto next_pageblock;
     583                 :            :                         low_pfn += (1 << compound_order(page)) - 1;
     584                 :            :                         continue;
     585                 :            :                 }
     586                 :            : 
     587                 :            :                 /* Check if it is ok to still hold the lock */
     588                 :          0 :                 locked = compact_checklock_irqsave(&zone->lru_lock, &flags,
     589                 :            :                                                                 locked, cc);
     590 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                 if (!locked || fatal_signal_pending(current))
     591                 :            :                         break;
     592                 :            : 
     593                 :            :                 /* Recheck PageLRU and PageTransHuge under lock */
     594         [ #  # ]:          0 :                 if (!PageLRU(page))
     595                 :          0 :                         continue;
     596                 :            :                 if (PageTransHuge(page)) {
     597                 :            :                         low_pfn += (1 << compound_order(page)) - 1;
     598                 :            :                         continue;
     599                 :            :                 }
     600                 :            : 
     601         [ #  # ]:          0 :                 if (!cc->sync)
     602                 :          0 :                         mode |= ISOLATE_ASYNC_MIGRATE;
     603                 :            : 
     604         [ #  # ]:          0 :                 if (unevictable)
     605                 :          0 :                         mode |= ISOLATE_UNEVICTABLE;
     606                 :            : 
     607                 :            :                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
     608                 :            : 
     609                 :            :                 /* Try isolate the page */
     610         [ #  # ]:          0 :                 if (__isolate_lru_page(page, mode) != 0)
     611                 :          0 :                         continue;
     612                 :            : 
     613                 :            :                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransCompound(page), page);
     614                 :            : 
     615                 :            :                 /* Successfully isolated */
     616                 :          0 :                 cc->finished_update_migrate = true;
     617                 :            :                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
     618                 :          0 :                 list_add(&page->lru, migratelist);
     619                 :          0 :                 cc->nr_migratepages++;
     620                 :          0 :                 nr_isolated++;
     621                 :            : 
     622                 :            : check_compact_cluster:
     623                 :            :                 /* Avoid isolating too much */
     624         [ #  # ]:          0 :                 if (cc->nr_migratepages == COMPACT_CLUSTER_MAX) {
     625                 :          0 :                         ++low_pfn;
     626                 :          0 :                         break;
     627                 :            :                 }
     628                 :            : 
     629                 :          0 :                 continue;
     630                 :            : 
     631                 :            : next_pageblock:
     632                 :          0 :                 low_pfn = ALIGN(low_pfn + 1, pageblock_nr_pages) - 1;
     633                 :            :                 last_pageblock_nr = pageblock_nr;
     634                 :            :         }
     635                 :            : 
     636                 :          0 :         acct_isolated(zone, locked, cc);
     637                 :            : 
     638         [ #  # ]:          0 :         if (locked)
     639                 :          0 :                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
     640                 :            : 
     641                 :            :         /*
     642                 :            :          * Update the pageblock-skip information and cached scanner pfn,
     643                 :            :          * if the whole pageblock was scanned without isolating any page.
     644                 :            :          * This is not done when pageblock was skipped due to being unsuitable
     645                 :            :          * for async compaction, so that eventual sync compaction can try.
     646                 :            :          */
     647         [ #  # ]:          0 :         if (low_pfn == end_pfn && !skipped_async_unsuitable)
     648                 :          0 :                 update_pageblock_skip(cc, valid_page, nr_isolated, true);
     649                 :            : 
     650                 :            :         trace_mm_compaction_isolate_migratepages(nr_scanned, nr_isolated);
     651                 :            : 
     652                 :            :         count_compact_events(COMPACTMIGRATE_SCANNED, nr_scanned);
     653         [ #  # ]:          0 :         if (nr_isolated)
     654                 :            :                 count_compact_events(COMPACTISOLATED, nr_isolated);
     655                 :            : 
     656                 :          0 :         return low_pfn;
     657                 :            : }
     658                 :            : 
     659                 :            : #endif /* CONFIG_COMPACTION || CONFIG_CMA */
     660                 :            : #ifdef CONFIG_COMPACTION
     661                 :            : /*
     662                 :            :  * Based on information in the current compact_control, find blocks
     663                 :            :  * suitable for isolating free pages from and then isolate them.
     664                 :            :  */
     665                 :          0 : static void isolate_freepages(struct zone *zone,
     666                 :          0 :                                 struct compact_control *cc)
     667                 :            : {
     668                 :            :         struct page *page;
     669                 :            :         unsigned long high_pfn, low_pfn, pfn, z_end_pfn, end_pfn;
     670                 :          0 :         int nr_freepages = cc->nr_freepages;
     671                 :          0 :         struct list_head *freelist = &cc->freepages;
     672                 :            : 
     673                 :            :         /*
     674                 :            :          * Initialise the free scanner. The starting point is where we last
     675                 :            :          * scanned from (or the end of the zone if starting). The low point
     676                 :            :          * is the end of the pageblock the migration scanner is using.
     677                 :            :          */
     678                 :          0 :         pfn = cc->free_pfn;
     679                 :          0 :         low_pfn = ALIGN(cc->migrate_pfn + 1, pageblock_nr_pages);
     680                 :            : 
     681                 :            :         /*
     682                 :            :          * Take care that if the migration scanner is at the end of the zone
     683                 :            :          * that the free scanner does not accidentally move to the next zone
     684                 :            :          * in the next isolation cycle.
     685                 :            :          */
     686                 :          0 :         high_pfn = min(low_pfn, pfn);
     687                 :            : 
     688                 :            :         z_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
     689                 :            : 
     690                 :            :         /*
     691                 :            :          * Isolate free pages until enough are available to migrate the
     692                 :            :          * pages on cc->migratepages. We stop searching if the migrate
     693                 :            :          * and free page scanners meet or enough free pages are isolated.
     694                 :            :          */
     695 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         for (; pfn >= low_pfn && cc->nr_migratepages > nr_freepages;
     696                 :          0 :                                         pfn -= pageblock_nr_pages) {
     697                 :            :                 unsigned long isolated;
     698                 :            : 
     699                 :            :                 /*
     700                 :            :                  * This can iterate a massively long zone without finding any
     701                 :            :                  * suitable migration targets, so periodically check if we need
     702                 :            :                  * to schedule.
     703                 :            :                  */
     704                 :          0 :                 cond_resched();
     705                 :            : 
     706         [ #  # ]:          0 :                 if (!pfn_valid(pfn))
     707                 :          0 :                         continue;
     708                 :            : 
     709                 :            :                 /*
     710                 :            :                  * Check for overlapping nodes/zones. It's possible on some
     711                 :            :                  * configurations to have a setup like
     712                 :            :                  * node0 node1 node0
     713                 :            :                  * i.e. it's possible that all pages within a zones range of
     714                 :            :                  * pages do not belong to a single zone.
     715                 :            :                  */
     716                 :          0 :                 page = pfn_to_page(pfn);
     717         [ #  # ]:          0 :                 if (page_zone(page) != zone)
     718                 :          0 :                         continue;
     719                 :            : 
     720                 :            :                 /* Check the block is suitable for migration */
     721         [ #  # ]:          0 :                 if (!suitable_migration_target(page))
     722                 :          0 :                         continue;
     723                 :            : 
     724                 :            :                 /* If isolation recently failed, do not retry */
     725         [ #  # ]:          0 :                 if (!isolation_suitable(cc, page))
     726                 :          0 :                         continue;
     727                 :            : 
     728                 :            :                 /* Found a block suitable for isolating free pages from */
     729                 :            :                 isolated = 0;
     730                 :            : 
     731                 :            :                 /*
     732                 :            :                  * As pfn may not start aligned, pfn+pageblock_nr_page
     733                 :            :                  * may cross a MAX_ORDER_NR_PAGES boundary and miss
     734                 :            :                  * a pfn_valid check. Ensure isolate_freepages_block()
     735                 :            :                  * only scans within a pageblock
     736                 :            :                  */
     737                 :          0 :                 end_pfn = ALIGN(pfn + 1, pageblock_nr_pages);
     738                 :          0 :                 end_pfn = min(end_pfn, z_end_pfn);
     739                 :          0 :                 isolated = isolate_freepages_block(cc, pfn, end_pfn,
     740                 :            :                                                    freelist, false);
     741                 :          0 :                 nr_freepages += isolated;
     742                 :            : 
     743                 :            :                 /*
     744                 :            :                  * Record the highest PFN we isolated pages from. When next
     745                 :            :                  * looking for free pages, the search will restart here as
     746                 :            :                  * page migration may have returned some pages to the allocator
     747                 :            :                  */
     748         [ #  # ]:          0 :                 if (isolated) {
     749                 :          0 :                         cc->finished_update_free = true;
     750                 :          0 :                         high_pfn = max(high_pfn, pfn);
     751                 :            :                 }
     752                 :            :         }
     753                 :            : 
     754                 :            :         /* split_free_page does not map the pages */
     755                 :            :         map_pages(freelist);
     756                 :            : 
     757                 :            :         /*
     758                 :            :          * If we crossed the migrate scanner, we want to keep it that way
     759                 :            :          * so that compact_finished() may detect this
     760                 :            :          */
     761         [ #  # ]:          0 :         if (pfn < low_pfn)
     762                 :          0 :                 cc->free_pfn = max(pfn, zone->zone_start_pfn);
     763                 :            :         else
     764                 :          0 :                 cc->free_pfn = high_pfn;
     765                 :          0 :         cc->nr_freepages = nr_freepages;
     766                 :          0 : }
     767                 :            : 
     768                 :            : /*
     769                 :            :  * This is a migrate-callback that "allocates" freepages by taking pages
     770                 :            :  * from the isolated freelists in the block we are migrating to.
     771                 :            :  */
     772                 :          0 : static struct page *compaction_alloc(struct page *migratepage,
     773                 :            :                                         unsigned long data,
     774                 :            :                                         int **result)
     775                 :            : {
     776                 :          0 :         struct compact_control *cc = (struct compact_control *)data;
     777                 :            :         struct page *freepage;
     778                 :            : 
     779                 :            :         /* Isolate free pages if necessary */
     780         [ #  # ]:          0 :         if (list_empty(&cc->freepages)) {
     781                 :          0 :                 isolate_freepages(cc->zone, cc);
     782                 :            : 
     783         [ #  # ]:          0 :                 if (list_empty(&cc->freepages))
     784                 :            :                         return NULL;
     785                 :            :         }
     786                 :            : 
     787                 :          0 :         freepage = list_entry(cc->freepages.next, struct page, lru);
     788                 :            :         list_del(&freepage->lru);
     789                 :          0 :         cc->nr_freepages--;
     790                 :            : 
     791                 :          0 :         return freepage;
     792                 :            : }
     793                 :            : 
     794                 :            : /*
     795                 :            :  * We cannot control nr_migratepages and nr_freepages fully when migration is
     796                 :            :  * running as migrate_pages() has no knowledge of compact_control. When
     797                 :            :  * migration is complete, we count the number of pages on the lists by hand.
     798                 :            :  */
     799                 :            : static void update_nr_listpages(struct compact_control *cc)
     800                 :            : {
     801                 :            :         int nr_migratepages = 0;
     802                 :            :         int nr_freepages = 0;
     803                 :            :         struct page *page;
     804                 :            : 
     805         [ #  # ]:          0 :         list_for_each_entry(page, &cc->migratepages, lru)
     806                 :          0 :                 nr_migratepages++;
     807         [ #  # ]:          0 :         list_for_each_entry(page, &cc->freepages, lru)
     808                 :          0 :                 nr_freepages++;
     809                 :            : 
     810                 :          0 :         cc->nr_migratepages = nr_migratepages;
     811                 :          0 :         cc->nr_freepages = nr_freepages;
     812                 :            : }
     813                 :            : 
     814                 :            : /* possible outcome of isolate_migratepages */
     815                 :            : typedef enum {
     816                 :            :         ISOLATE_ABORT,          /* Abort compaction now */
     817                 :            :         ISOLATE_NONE,           /* No pages isolated, continue scanning */
     818                 :            :         ISOLATE_SUCCESS,        /* Pages isolated, migrate */
     819                 :            : } isolate_migrate_t;
     820                 :            : 
     821                 :            : /*
     822                 :            :  * Isolate all pages that can be migrated from the block pointed to by
     823                 :            :  * the migrate scanner within compact_control.
     824                 :            :  */
     825                 :          0 : static isolate_migrate_t isolate_migratepages(struct zone *zone,
     826                 :            :                                         struct compact_control *cc)
     827                 :            : {
     828                 :            :         unsigned long low_pfn, end_pfn;
     829                 :            : 
     830                 :            :         /* Do not scan outside zone boundaries */
     831                 :          0 :         low_pfn = max(cc->migrate_pfn, zone->zone_start_pfn);
     832                 :            : 
     833                 :            :         /* Only scan within a pageblock boundary */
     834                 :          0 :         end_pfn = ALIGN(low_pfn + 1, pageblock_nr_pages);
     835                 :            : 
     836                 :            :         /* Do not cross the free scanner or scan within a memory hole */
     837 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (end_pfn > cc->free_pfn || !pfn_valid(low_pfn)) {
     838                 :          0 :                 cc->migrate_pfn = end_pfn;
     839                 :          0 :                 return ISOLATE_NONE;
     840                 :            :         }
     841                 :            : 
     842                 :            :         /* Perform the isolation */
     843                 :          0 :         low_pfn = isolate_migratepages_range(zone, cc, low_pfn, end_pfn, false);
     844 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (!low_pfn || cc->contended)
     845                 :            :                 return ISOLATE_ABORT;
     846                 :            : 
     847                 :          0 :         cc->migrate_pfn = low_pfn;
     848                 :            : 
     849                 :          0 :         return ISOLATE_SUCCESS;
     850                 :            : }
     851                 :            : 
     852                 :          0 : static int compact_finished(struct zone *zone,
     853                 :            :                             struct compact_control *cc)
     854                 :            : {
     855                 :            :         unsigned int order;
     856                 :            :         unsigned long watermark;
     857                 :            : 
     858         [ #  # ]:          0 :         if (fatal_signal_pending(current))
     859                 :            :                 return COMPACT_PARTIAL;
     860                 :            : 
     861                 :            :         /* Compaction run completes if the migrate and free scanner meet */
     862         [ #  # ]:          0 :         if (cc->free_pfn <= cc->migrate_pfn) {
     863                 :            :                 /* Let the next compaction start anew. */
     864                 :          0 :                 zone->compact_cached_migrate_pfn = zone->zone_start_pfn;
     865                 :          0 :                 zone->compact_cached_free_pfn = zone_end_pfn(zone);
     866                 :            : 
     867                 :            :                 /*
     868                 :            :                  * Mark that the PG_migrate_skip information should be cleared
     869                 :            :                  * by kswapd when it goes to sleep. kswapd does not set the
     870                 :            :                  * flag itself as the decision to be clear should be directly
     871                 :            :                  * based on an allocation request.
     872                 :            :                  */
     873         [ #  # ]:          0 :                 if (!current_is_kswapd())
     874                 :          0 :                         zone->compact_blockskip_flush = true;
     875                 :            : 
     876                 :            :                 return COMPACT_COMPLETE;
     877                 :            :         }
     878                 :            : 
     879                 :            :         /*
     880                 :            :          * order == -1 is expected when compacting via
     881                 :            :          * /proc/sys/vm/compact_memory
     882                 :            :          */
     883         [ #  # ]:          0 :         if (cc->order == -1)
     884                 :            :                 return COMPACT_CONTINUE;
     885                 :            : 
     886                 :            :         /* Compaction run is not finished if the watermark is not met */
     887                 :          0 :         watermark = low_wmark_pages(zone);
     888                 :          0 :         watermark += (1 << cc->order);
     889                 :            : 
     890         [ #  # ]:          0 :         if (!zone_watermark_ok(zone, cc->order, watermark, 0, 0))
     891                 :            :                 return COMPACT_CONTINUE;
     892                 :            : 
     893                 :            :         /* Direct compactor: Is a suitable page free? */
     894         [ #  # ]:          0 :         for (order = cc->order; order < MAX_ORDER; order++) {
     895                 :          0 :                 struct free_area *area = &zone->free_area[order];
     896                 :            : 
     897                 :            :                 /* Job done if page is free of the right migratetype */
     898         [ #  # ]:          0 :                 if (!list_empty(&area->free_list[cc->migratetype]))
     899                 :            :                         return COMPACT_PARTIAL;
     900                 :            : 
     901                 :            :                 /* Job done if allocation would set block type */
     902 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                 if (cc->order >= pageblock_order && area->nr_free)
     903                 :            :                         return COMPACT_PARTIAL;
     904                 :            :         }
     905                 :            : 
     906                 :            :         return COMPACT_CONTINUE;
     907                 :            : }
     908                 :            : 
     909                 :            : /*
     910                 :            :  * compaction_suitable: Is this suitable to run compaction on this zone now?
     911                 :            :  * Returns
     912                 :            :  *   COMPACT_SKIPPED  - If there are too few free pages for compaction
     913                 :            :  *   COMPACT_PARTIAL  - If the allocation would succeed without compaction
     914                 :            :  *   COMPACT_CONTINUE - If compaction should run now
     915                 :            :  */
     916                 :          0 : unsigned long compaction_suitable(struct zone *zone, int order)
     917                 :            : {
     918                 :            :         int fragindex;
     919                 :            :         unsigned long watermark;
     920                 :            : 
     921                 :            :         /*
     922                 :            :          * order == -1 is expected when compacting via
     923                 :            :          * /proc/sys/vm/compact_memory
     924                 :            :          */
     925         [ +  - ]:       2790 :         if (order == -1)
     926                 :            :                 return COMPACT_CONTINUE;
     927                 :            : 
     928                 :            :         /*
     929                 :            :          * Watermarks for order-0 must be met for compaction. Note the 2UL.
     930                 :            :          * This is because during migration, copies of pages need to be
     931                 :            :          * allocated and for a short time, the footprint is higher
     932                 :            :          */
     933                 :       2790 :         watermark = low_wmark_pages(zone) + (2UL << order);
     934         [ +  - ]:       2790 :         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0))
     935                 :            :                 return COMPACT_SKIPPED;
     936                 :            : 
     937                 :            :         /*
     938                 :            :          * fragmentation index determines if allocation failures are due to
     939                 :            :          * low memory or external fragmentation
     940                 :            :          *
     941                 :            :          * index of -1000 implies allocations might succeed depending on
     942                 :            :          * watermarks
     943                 :            :          * index towards 0 implies failure is due to lack of memory
     944                 :            :          * index towards 1000 implies failure is due to fragmentation
     945                 :            :          *
     946                 :            :          * Only compact if a failure would be due to fragmentation.
     947                 :            :          */
     948                 :       2790 :         fragindex = fragmentation_index(zone, order);
     949 [ -  + ][ #  # ]:       2790 :         if (fragindex >= 0 && fragindex <= sysctl_extfrag_threshold)
     950                 :            :                 return COMPACT_SKIPPED;
     951                 :            : 
     952 [ +  - ][ -  + ]:       2790 :         if (fragindex == -1000 && zone_watermark_ok(zone, order, watermark,
     953                 :            :             0, 0))
     954                 :            :                 return COMPACT_PARTIAL;
     955                 :            : 
     956                 :            :         return COMPACT_CONTINUE;
     957                 :            : }
     958                 :            : 
     959                 :          0 : static int compact_zone(struct zone *zone, struct compact_control *cc)
     960                 :            : {
     961                 :            :         int ret;
     962                 :          0 :         unsigned long start_pfn = zone->zone_start_pfn;
     963                 :            :         unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
     964                 :            : 
     965                 :          0 :         ret = compaction_suitable(zone, cc->order);
     966         [ #  # ]:          0 :         switch (ret) {
     967                 :            :         case COMPACT_PARTIAL:
     968                 :            :         case COMPACT_SKIPPED:
     969                 :            :                 /* Compaction is likely to fail */
     970                 :            :                 return ret;
     971                 :            :         case COMPACT_CONTINUE:
     972                 :            :                 /* Fall through to compaction */
     973                 :            :                 ;
     974                 :            :         }
     975                 :            : 
     976                 :            :         /*
     977                 :            :          * Clear pageblock skip if there were failures recently and compaction
     978                 :            :          * is about to be retried after being deferred. kswapd does not do
     979                 :            :          * this reset as it'll reset the cached information when going to sleep.
     980                 :            :          */
     981 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (compaction_restarting(zone, cc->order) && !current_is_kswapd())
     982                 :          0 :                 __reset_isolation_suitable(zone);
     983                 :            : 
     984                 :            :         /*
     985                 :            :          * Setup to move all movable pages to the end of the zone. Used cached
     986                 :            :          * information on where the scanners should start but check that it
     987                 :            :          * is initialised by ensuring the values are within zone boundaries.
     988                 :            :          */
     989                 :          0 :         cc->migrate_pfn = zone->compact_cached_migrate_pfn;
     990                 :          0 :         cc->free_pfn = zone->compact_cached_free_pfn;
     991 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (cc->free_pfn < start_pfn || cc->free_pfn > end_pfn) {
     992                 :          0 :                 cc->free_pfn = end_pfn & ~(pageblock_nr_pages-1);
     993                 :          0 :                 zone->compact_cached_free_pfn = cc->free_pfn;
     994                 :            :         }
     995 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (cc->migrate_pfn < start_pfn || cc->migrate_pfn > end_pfn) {
     996                 :          0 :                 cc->migrate_pfn = start_pfn;
     997                 :          0 :                 zone->compact_cached_migrate_pfn = cc->migrate_pfn;
     998                 :            :         }
     999                 :            : 
    1000                 :          0 :         trace_mm_compaction_begin(start_pfn, cc->migrate_pfn, cc->free_pfn, end_pfn);
    1001                 :            : 
    1002                 :          0 :         migrate_prep_local();
    1003                 :            : 
    1004         [ #  # ]:          0 :         while ((ret = compact_finished(zone, cc)) == COMPACT_CONTINUE) {
    1005                 :            :                 unsigned long nr_migrate, nr_remaining;
    1006                 :            :                 int err;
    1007                 :            : 
    1008      [ #  #  # ]:          0 :                 switch (isolate_migratepages(zone, cc)) {
    1009                 :            :                 case ISOLATE_ABORT:
    1010                 :            :                         ret = COMPACT_PARTIAL;
    1011                 :          0 :                         putback_movable_pages(&cc->migratepages);
    1012                 :          0 :                         cc->nr_migratepages = 0;
    1013                 :          0 :                         goto out;
    1014                 :            :                 case ISOLATE_NONE:
    1015                 :          0 :                         continue;
    1016                 :            :                 case ISOLATE_SUCCESS:
    1017                 :            :                         ;
    1018                 :            :                 }
    1019                 :            : 
    1020                 :          0 :                 nr_migrate = cc->nr_migratepages;
    1021                 :          0 :                 err = migrate_pages(&cc->migratepages, compaction_alloc,
    1022                 :            :                                 (unsigned long)cc,
    1023                 :          0 :                                 cc->sync ? MIGRATE_SYNC_LIGHT : MIGRATE_ASYNC,
    1024                 :            :                                 MR_COMPACTION);
    1025                 :            :                 update_nr_listpages(cc);
    1026                 :            :                 nr_remaining = cc->nr_migratepages;
    1027                 :            : 
    1028                 :          0 :                 trace_mm_compaction_migratepages(nr_migrate - nr_remaining,
    1029                 :            :                                                 nr_remaining);
    1030                 :            : 
    1031                 :            :                 /* Release isolated pages not migrated */
    1032         [ #  # ]:          0 :                 if (err) {
    1033                 :          0 :                         putback_movable_pages(&cc->migratepages);
    1034                 :          0 :                         cc->nr_migratepages = 0;
    1035                 :            :                         /*
    1036                 :            :                          * migrate_pages() may return -ENOMEM when scanners meet
    1037                 :            :                          * and we want compact_finished() to detect it
    1038                 :            :                          */
    1039 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                         if (err == -ENOMEM && cc->free_pfn > cc->migrate_pfn) {
    1040                 :            :                                 ret = COMPACT_PARTIAL;
    1041                 :            :                                 goto out;
    1042                 :            :                         }
    1043                 :            :                 }
    1044                 :            :         }
    1045                 :            : 
    1046                 :            : out:
    1047                 :            :         /* Release free pages and check accounting */
    1048                 :          0 :         cc->nr_freepages -= release_freepages(&cc->freepages);
    1049                 :            :         VM_BUG_ON(cc->nr_freepages != 0);
    1050                 :            : 
    1051                 :            :         trace_mm_compaction_end(ret);
    1052                 :            : 
    1053                 :          0 :         return ret;
    1054                 :            : }
    1055                 :            : 
    1056                 :          0 : static unsigned long compact_zone_order(struct zone *zone,
    1057                 :            :                                  int order, gfp_t gfp_mask,
    1058                 :            :                                  bool sync, bool *contended)
    1059                 :            : {
    1060                 :            :         unsigned long ret;
    1061                 :          0 :         struct compact_control cc = {
    1062                 :            :                 .nr_freepages = 0,
    1063                 :            :                 .nr_migratepages = 0,
    1064                 :            :                 .order = order,
    1065                 :            :                 .migratetype = allocflags_to_migratetype(gfp_mask),
    1066                 :            :                 .zone = zone,
    1067                 :            :                 .sync = sync,
    1068                 :            :         };
    1069                 :            :         INIT_LIST_HEAD(&cc.freepages);
    1070                 :            :         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);
    1071                 :            : 
    1072                 :          0 :         ret = compact_zone(zone, &cc);
    1073                 :            : 
    1074                 :            :         VM_BUG_ON(!list_empty(&cc.freepages));
    1075                 :            :         VM_BUG_ON(!list_empty(&cc.migratepages));
    1076                 :            : 
    1077                 :          0 :         *contended = cc.contended;
    1078                 :          0 :         return ret;
    1079                 :            : }
    1080                 :            : 
    1081                 :            : int sysctl_extfrag_threshold = 500;
    1082                 :            : 
    1083                 :            : /**
    1084                 :            :  * try_to_compact_pages - Direct compact to satisfy a high-order allocation
    1085                 :            :  * @zonelist: The zonelist used for the current allocation
    1086                 :            :  * @order: The order of the current allocation
    1087                 :            :  * @gfp_mask: The GFP mask of the current allocation
    1088                 :            :  * @nodemask: The allowed nodes to allocate from
    1089                 :            :  * @sync: Whether migration is synchronous or not
    1090                 :            :  * @contended: Return value that is true if compaction was aborted due to lock contention
    1091                 :            :  * @page: Optionally capture a free page of the requested order during compaction
    1092                 :            :  *
    1093                 :            :  * This is the main entry point for direct page compaction.
    1094                 :            :  */
    1095                 :          0 : unsigned long try_to_compact_pages(struct zonelist *zonelist,
    1096                 :            :                         int order, gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask,
    1097                 :            :                         bool sync, bool *contended)
    1098                 :            : {
    1099                 :            :         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
    1100                 :          0 :         int may_enter_fs = gfp_mask & __GFP_FS;
    1101                 :          0 :         int may_perform_io = gfp_mask & __GFP_IO;
    1102                 :            :         struct zoneref *z;
    1103                 :            :         struct zone *zone;
    1104                 :            :         int rc = COMPACT_SKIPPED;
    1105                 :            :         int alloc_flags = 0;
    1106                 :            : 
    1107                 :            :         /* Check if the GFP flags allow compaction */
    1108 [ #  # ][ #  # ]:          0 :         if (!order || !may_enter_fs || !may_perform_io)
    1109                 :            :                 return rc;
    1110                 :            : 
    1111                 :            :         count_compact_event(COMPACTSTALL);
    1112                 :            : 
    1113                 :            : #ifdef CONFIG_CMA
    1114                 :            :         if (allocflags_to_migratetype(gfp_mask) == MIGRATE_MOVABLE)
    1115                 :            :                 alloc_flags |= ALLOC_CMA;
    1116                 :            : #endif
    1117                 :            :         /* Compact each zone in the list */
    1118         [ #  # ]:          0 :         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist, high_zoneidx,
    1119                 :            :                                                                 nodemask) {
    1120                 :            :                 int status;
    1121                 :            : 
    1122                 :          0 :                 status = compact_zone_order(zone, order, gfp_mask, sync,
    1123                 :            :                                                 contended);
    1124                 :          0 :                 rc = max(status, rc);
    1125                 :            : 
    1126                 :            :                 /* If a normal allocation would succeed, stop compacting */
    1127         [ #  # ]:          0 :                 if (zone_watermark_ok(zone, order, low_wmark_pages(zone), 0,
    1128                 :            :                                       alloc_flags))
    1129                 :            :                         break;
    1130                 :            :         }
    1131                 :            : 
    1132                 :          0 :         return rc;
    1133                 :            : }
    1134                 :            : 
    1135                 :            : 
    1136                 :            : /* Compact all zones within a node */
    1137                 :          0 : static void __compact_pgdat(pg_data_t *pgdat, struct compact_control *cc)
    1138                 :            : {
    1139                 :            :         int zoneid;
    1140                 :          0 :         struct zone *zone;
    1141                 :            : 
    1142         [ #  # ]:          0 :         for (zoneid = 0; zoneid < MAX_NR_ZONES; zoneid++) {
    1143                 :            : 
    1144                 :          0 :                 zone = &pgdat->node_zones[zoneid];
    1145         [ #  # ]:          0 :                 if (!populated_zone(zone))
    1146                 :          0 :                         continue;
    1147                 :            : 
    1148                 :          0 :                 cc->nr_freepages = 0;
    1149                 :          0 :                 cc->nr_migratepages = 0;
    1150                 :          0 :                 cc->zone = zone;
    1151                 :          0 :                 INIT_LIST_HEAD(&cc->freepages);
    1152                 :          0 :                 INIT_LIST_HEAD(&cc->migratepages);
    1153                 :            : 
    1154 [ #  # ][ #  # ]:          0 :                 if (cc->order == -1 || !compaction_deferred(zone, cc->order))
    1155                 :          0 :                         compact_zone(zone, cc);
    1156                 :            : 
    1157         [ #  # ]:          0 :                 if (cc->order > 0) {
    1158         [ #  # ]:          0 :                         if (zone_watermark_ok(zone, cc->order,
    1159                 :            :                                                 low_wmark_pages(zone), 0, 0))
    1160                 :          0 :                                 compaction_defer_reset(zone, cc->order, false);
    1161                 :            :                         /* Currently async compaction is never deferred. */
    1162         [ #  # ]:          0 :                         else if (cc->sync)
    1163                 :          0 :                                 defer_compaction(zone, cc->order);
    1164                 :            :                 }
    1165                 :            : 
    1166                 :            :                 VM_BUG_ON(!list_empty(&cc->freepages));
    1167                 :            :                 VM_BUG_ON(!list_empty(&cc->migratepages));
    1168                 :            :         }
    1169                 :          0 : }
    1170                 :            : 
    1171                 :          0 : void compact_pgdat(pg_data_t *pgdat, int order)
    1172                 :            : {
    1173                 :          0 :         struct compact_control cc = {
    1174                 :            :                 .order = order,
    1175                 :            :                 .sync = false,
    1176                 :            :         };
    1177                 :            : 
    1178         [ #  # ]:          0 :         if (!order)
    1179                 :          0 :                 return;
    1180                 :            : 
    1181                 :          0 :         __compact_pgdat(pgdat, &cc);
    1182                 :            : }
    1183                 :            : 
    1184                 :          0 : static void compact_node(int nid)
    1185                 :            : {
    1186                 :          0 :         struct compact_control cc = {
    1187                 :            :                 .order = -1,
    1188                 :            :                 .sync = true,
    1189                 :            :         };
    1190                 :            : 
    1191                 :          0 :         __compact_pgdat(NODE_DATA(nid), &cc);
    1192                 :          0 : }
    1193                 :            : 
    1194                 :            : /* Compact all nodes in the system */
    1195                 :            : static void compact_nodes(void)
    1196                 :            : {
    1197                 :            :         int nid;
    1198                 :            : 
    1199                 :            :         /* Flush pending updates to the LRU lists */
    1200                 :          0 :         lru_add_drain_all();
    1201                 :            : 
    1202         [ #  # ]:          0 :         for_each_online_node(nid)
    1203                 :          0 :                 compact_node(nid);
    1204                 :            : }
    1205                 :            : 
    1206                 :            : /* The written value is actually unused, all memory is compacted */
    1207                 :            : int sysctl_compact_memory;
    1208                 :            : 
    1209                 :            : /* This is the entry point for compacting all nodes via /proc/sys/vm */
    1210                 :          0 : int sysctl_compaction_handler(struct ctl_table *table, int write,
    1211                 :            :                         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
    1212                 :            : {
    1213         [ #  # ]:          0 :         if (write)
    1214                 :            :                 compact_nodes();
    1215                 :            : 
    1216                 :          0 :         return 0;
    1217                 :            : }
    1218                 :            : 
    1219                 :          0 : int sysctl_extfrag_handler(struct ctl_table *table, int write,
    1220                 :            :                         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
    1221                 :            : {
    1222                 :          2 :         proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, length, ppos);
    1223                 :            : 
    1224                 :          2 :         return 0;
    1225                 :            : }
    1226                 :            : 
    1227                 :            : #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_NUMA)
    1228                 :            : ssize_t sysfs_compact_node(struct device *dev,
    1229                 :            :                         struct device_attribute *attr,
    1230                 :            :                         const char *buf, size_t count)
    1231                 :            : {
    1232                 :            :         int nid = dev->id;
    1233                 :            : 
    1234                 :            :         if (nid >= 0 && nid < nr_node_ids && node_online(nid)) {
    1235                 :            :                 /* Flush pending updates to the LRU lists */
    1236                 :            :                 lru_add_drain_all();
    1237                 :            : 
    1238                 :            :                 compact_node(nid);
    1239                 :            :         }
    1240                 :            : 
    1241                 :            :         return count;
    1242                 :            : }
    1243                 :            : static DEVICE_ATTR(compact, S_IWUSR, NULL, sysfs_compact_node);
    1244                 :            : 
    1245                 :            : int compaction_register_node(struct node *node)
    1246                 :            : {
    1247                 :            :         return device_create_file(&node->dev, &dev_attr_compact);
    1248                 :            : }
    1249                 :            : 
    1250                 :            : void compaction_unregister_node(struct node *node)
    1251                 :            : {
    1252                 :            :         return device_remove_file(&node->dev, &dev_attr_compact);
    1253                 :            : }
    1254                 :            : #endif /* CONFIG_SYSFS && CONFIG_NUMA */
    1255                 :            : 
    1256                 :            : #endif /* CONFIG_COMPACTION */

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