在直接内存回收过程中，有可能会造成当前需要分配内存的进程被加入一个等待队列，当整个node的空闲页数量满足要求时，由kswapd唤醒它重新获取内存。这个等待队列头就是node结点描述符pgdat中的pfmemalloc_wait。如果当前进程加入到了pgdat->pfmemalloc_wait这个等待队列中，那么进程就不会进行直接内存回收，而是由kswapd唤醒后直接进行内存分配。
直接内存回收执行路径是：
__alloc_pages_slowpath() -> __alloc_pages_direct_reclaim() -> __perform_reclaim() -> try_to_free_pages() -> do_try_to_free_pages() -> shrink_zones() -> shrink_zone()
在__alloc_pages_slowpath()中可能唤醒了所有node的kswapd内核线程，也可能没有唤醒，每个node的kswapd是否在__alloc_pages_slowpath()中被唤醒有两个条件：
- 分配标志中没有__GFP_NO_KSWAPD，只有在透明大页的分配过程中会有这个标志。
- node中有至少一个zone的空闲页框没有达到 空闲页框数量 >= high阀值 + 1 << order + 保留内存，或者有至少一个zone需要进行内存压缩，这两种情况node的kswapd都会被唤醒。
而在kswapd中会对node中每一个不平衡的zone进行内存回收，直到所有zone都满足 zone分配页框后剩余的页框数量 > 此zone的high阀值 + 此zone保留的页框数量。kswapd就会停止内存回收，然后唤醒在等待队列的进程。
之后进程由于内存不足，对zonelist进行直接回收时，会调用到try_to_free_pages()，在这个函数内，决定了进程是否加入到node结点的pgdat->pfmemalloc_wait这个等待队列中，如下：
unsigned long try_to_free_pages(struct zonelist *zonelist, int order,
gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
{
unsigned long nr_reclaimed;
struct scan_control sc = {
/* 打算回收32个页框 */
.nr_to_reclaim = SWAP_CLUSTER_MAX,
.gfp_mask = (gfp_mask = memalloc_noio_flags(gfp_mask)),
/* 本次内存分配的order值 */
.order = order,
/* 允许进行回收的node掩码 */
.nodemask = nodemask,
/* 优先级为默认的12 */
.priority = DEF_PRIORITY,
/* 与/proc/sys/vm/laptop_mode文件有关
* laptop_mode为0，则允许进行回写操作，即使允许回写，直接内存回收也不能对脏文件页进行回写
* 不过允许回写时，可以对非文件页进行回写
*/
.may_writepage = !laptop_mode,
/* 允许进行unmap操作 */
.may_unmap = 1,
/* 允许进行非文件页的操作 */
.may_swap = 1,
};
/*
* Do not enter reclaim if fatal signal was delivered while throttled.
* 1 is returned so that the page allocator does not OOM kill at this
* point.
*/
/* 当zonelist中获取到的第一个node平衡，则返回，如果获取到的第一个node不平衡，则将当前进程加入到pgdat->pfmemalloc_wait这个等待队列中
* 这个等待队列会在kswapd进行内存回收时，如果让node平衡了，则会唤醒这个等待队列中的进程
* 判断node平衡的标准:
* 此node的ZONE_DMA和ZONE_NORMAL的总共空闲页框数量 是否大于 此node的ZONE_DMA和ZONE_NORMAL的平均min阀值数量，大于则说明node平衡
* 加入pgdat->pfmemalloc_wait的情况
* 1.如果分配标志禁止了文件系统操作，则将要进行内存回收的进程设置为TASK_INTERRUPTIBLE状态，然后加入到node的pgdat->pfmemalloc_wait，并且会设置超时时间为1s
* 2.如果分配标志没有禁止了文件系统操作，则将要进行内存回收的进程加入到node的pgdat->pfmemalloc_wait，并设置为TASK_KILLABLE状态，表示允许 TASK_UNINTERRUPTIBLE 响应致命信号的状态
* 返回真，表示此进程加入过pgdat->pfmemalloc_wait等待队列，并且已经被唤醒
* 返回假，表示此进程没有加入过pgdat->pfmemalloc_wait等待队列
*/
if (throttle_direct_reclaim(gfp_mask, zonelist, nodemask))
return 1;
trace_mm_vmscan_direct_reclaim_begin(order,
sc.may_writepage,
gfp_mask);
/* 进行内存回收，有三种情况到这里
* 1.当前进程为内核线程
* 2.最优node是平衡的，当前进程没有加入到pgdat->pfmemalloc_wait中
* 3.当前进程接收到了kill信号
*/
nr_reclaimed = do_try_to_free_pages(zonelist, &sc);
trace_mm_vmscan_direct_reclaim_end(nr_reclaimed);
return nr_reclaimed;
}
主要通过throttle_direct_reclaim()函数判断是否加入到pgdat->pfmemalloc_wait等待队列中，主要看此函数：
/* 当zonelist中第一个node平衡，则返回，如果node不平衡，则将当前进程加入到pgdat->pfmemalloc_wait这个等待队列中
* 这个等待队列会在kswapd进行内存回收时，如果让node平衡了，则会唤醒这个等待队列中的进程
* 判断node平衡的标准:
* 此node的ZONE_DMA和ZONE_NORMAL的总共空闲页框数量 是否大于 此node的ZONE_DMA和ZONE_NORMAL的平均min阀值数量，大于则说明node平衡
* 加入pgdat->pfmemalloc_wait的情况
* 1.如果分配标志禁止了文件系统操作，则将要进行内存回收的进程设置为TASK_INTERRUPTIBLE状态，然后加入到node的pgdat->pfmemalloc_wait，并且会设置超时时间为1s
* 2.如果分配标志没有禁止了文件系统操作，则将要进行内存回收的进程加入到node的pgdat->pfmemalloc_wait，并设置为TASK_KILLABLE状态，表示允许 TASK_UNINTERRUPTIBLE 响应致命信号的状态
*/
static bool throttle_direct_reclaim(gfp_t gfp_mask, struct zonelist *zonelist,
nodemask_t *nodemask)
{
struct zoneref *z;
struct zone *zone;
pg_data_t *pgdat = NULL;
/* 如果标记了PF_KTHREAD，表示此进程是一个内核线程，则不会往下执行 */
if (current->flags & PF_KTHREAD)
goto out;
/* 此进程已经接收到了kill信号，准备要被杀掉了 */
if (fatal_signal_pending(current))
goto out;
/* 遍历zonelist，但是里面只会在获取到第一个pgdat时就跳出 */
for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
gfp_mask, nodemask) {
/* 只遍历ZONE_NORMAL和ZONE_DMA区 */
if (zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL)
continue;
/* 获取zone对应的node */
pgdat = zone->zone_pgdat;
/* 判断node是否平衡，如果平衡，则返回真
* 如果不平衡，如果此node的kswapd没有被唤醒，则唤醒，并且这里唤醒kswapd只会对ZONE_NORMAL以下的zone进行内存回收
* node是否平衡的判断标准是:
* 此node的ZONE_DMA和ZONE_NORMAL的总共空闲页框数量 是否大于 此node的ZONE_DMA和ZONE_NORMAL的平均min阀值数量，大于则说明node平衡
*/
if (pfmemalloc_watermark_ok(pgdat))
goto out;
break;
}
if (!pgdat)
goto out;
count_vm_event(PGSCAN_DIRECT_THROTTLE);
if (!(gfp_mask & __GFP_FS)) {
/* 如果分配标志禁止了文件系统操作，则将要进行内存回收的进程设置为TASK_INTERRUPTIBLE状态，然后加入到node的pgdat->pfmemalloc_wait，并且会设置超时时间为1s
* 1.pfmemalloc_watermark_ok(pgdat)为真时被唤醒，而1s没超时，返回剩余timeout(jiffies)
* 2.睡眠超过1s时会唤醒，而pfmemalloc_watermark_ok(pgdat)此时为真，返回1
* 3.睡眠超过1s时会唤醒，而pfmemalloc_watermark_ok(pgdat)此时为假，返回0
* 4.接收到信号被唤醒，返回-ERESTARTSYS
*/
wait_event_interruptible_timeout(pgdat->pfmemalloc_wait,
pfmemalloc_watermark_ok(pgdat), HZ);
goto check_pending;
}
/* Throttle until kswapd wakes the process */
/* 如果分配标志没有禁止了文件系统操作，则将要进行内存回收的进程加入到node的pgdat->pfmemalloc_wait，并设置为TASK_KILLABLE状态，表示允许 TASK_UNINTERRUPTIBLE 响应致命信号的状态
* 这些进程在两种情况下被唤醒
* 1.pfmemalloc_watermark_ok(pgdat)为真时
* 2.接收到致命信号时
*/
wait_event_killable(zone->zone_pgdat->pfmemalloc_wait,
pfmemalloc_watermark_ok(pgdat));
check_pending:
/* 如果加入到了pgdat->pfmemalloc_wait后被唤醒，就会执行到这 */
/* 唤醒后再次检查当前进程是否接受到了kill信号，准备退出 */
if (fatal_signal_pending(current))
return true;
out:
return false;
}
有四点需要注意：
- 当前进程已经接收到kill信号，则不会将其加入到pgdat->pfmemalloc_wait中。
- 只获取第一个node，也就是当前进程最希望从此node中分配到内存。
- 判断一个node是否平衡的条件是：此node的ZONE_NORMAL和ZONE_DMA两个区的空闲页框数量 > 此node的ZONE_NORMAL和ZONE_DMA两个区的平均min阀值。如果不平衡，则加入到pgdat->pfmemalloc_wait等待队列中，如果平衡，则直接返回，并由当前进程自己进行直接内存回收。
- 如果当前进程分配内存时使用的标志没有__GFP_FS，则加入pgdat->pfmemalloc_wait中会有一个超时限制，为1s。并且加入后的状态是TASK_INTERRUPTABLE。
其他情况的进程加入到pgdat->pfmemalloc_wait中没有超时限制，并且状态是TASK_KILLABLE。
如果进程加入到了node的pgdat->pfmemalloc_wait等待队列中。在此node的kswapd进行内存回收后，会通过再次判断此node是否平衡来唤醒这些进程，如果node平衡，则唤醒这些进程，否则不唤醒。实际上，不唤醒也说明了node没有平衡，kswapd还是会继续进行内存回收，最后kswapd实在没办法让node达到平衡水平下，会在kswapd睡眠前，将这些进程全部进行唤醒。