]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/commitdiff
memcg, mm: introduce lowlimit reclaim
authorMichal Hocko <mhocko@suse.cz>
Sat, 17 May 2014 13:19:25 +0000 (23:19 +1000)
committerStephen Rothwell <sfr@canb.auug.org.au>
Mon, 19 May 2014 07:35:01 +0000 (17:35 +1000)
Previous discussions have shown that soft limits cannot be reformed
(http://lwn.net/Articles/555249/).  This series introduces an alternative
approach for protecting memory allocated to processes executing within a
memory cgroup controller.  It is based on a new tunable that was discussed
with Johannes and Tejun held during the kernel summit 2013 and at LSF
2014.

This patchset introduces such low limit that is functionally similar to a
minimum guarantee.  Memcgs which are under their lowlimit are not
considered eligible for the reclaim (both global and hardlimit) unless all
groups under the reclaimed hierarchy are below the low limit when all of
them are considered eligible.

The previous version of the patchset posted as a RFC
(http://marc.info/?l=linux-mm&m=138677140628677&w=2) suggested a hard
guarantee without any fallback.  More discussions led me to reconsidering
the default behavior and come up a more relaxed one.  The hard requirement
can be added later based on a use case which really requires.  It would be
controlled by memory.reclaim_flags knob which would specify whether to OOM
or fallback (default) when all groups are bellow low limit.

The default value of the limit is 0 so all groups are eligible by default
and an interested party has to explicitly set the limit.

The primary use case is to protect an amount of memory allocated to a
workload without it being reclaimed by an unrelated activity.  In some
cases this requirement can be fulfilled by mlock but it is not suitable
for many loads and generally requires application awareness.  Such
application awareness can be complex.  It effectively forbids the use of
memory overcommit as the application must explicitly manage memory
residency.

With the low limit, such workloads can be placed in a memcg with a low
limit that protects the estimated working set.

The hierarchical behavior of the lowlimit is described in the first patch.
 The second patch allows setting the lowlimit.  The last 2 patches clarify
documentation about the memcg reclaim in gereneral (3rd patch) and low
limit (4th patch).

This patch (of 4)

This patch introduces low limit reclaim.  The low_limit acts as a reclaim
protection because groups which are under their low_limit are considered
ineligible for reclaim.  While hardlimit protects from using more memory
than allowed lowlimit protects from getting below memory assigned to the
group due to external memory pressure.

More precisely a group is considered eligible for the reclaim under a
specific hierarchy represented by its root only if the group is above its
low limit and the same applies to all parents up the hierarchy to the
root.  Nevertheless the limit still might be ignored if all groups under
the reclaimed hierarchy are under their low limits.  This will prevent
from OOM rather than protecting the memory.

Consider the following hierarchy with memory pressure coming from the
group A (hard limit reclaim - l-low_limit_in_bytes, u-usage_in_bytes,
h-limit_in_bytes):

root_mem_cgroup
.
  _____/
 /
A (l = 80 u=90 h=90)
       /
      / \_________
     /            \
    B (l=0 u=50)   C (l=50 u=40)
                    \
     D (l=0 u=30)

A and B are reclaimable but C and D are not (D is protected by C).

The low_limit is 0 by default so every group is eligible.  This patch
doesn't provide a way to set the limit yet although the core
infrastructure is there already.

Signed-off-by: Michal Hocko <mhocko@suse.cz>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: KAMEZAWA Hiroyuki <kamezawa.hiroyu@jp.fujitsu.com>
Cc: KOSAKI Motohiro <kosaki.motohiro@jp.fujitsu.com>
Cc: Greg Thelen <gthelen@google.com>
Cc: Michel Lespinasse <walken@google.com>
Cc: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Roman Gushchin <klamm@yandex-team.ru>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
include/linux/memcontrol.h
include/linux/res_counter.h
mm/memcontrol.c
mm/vmscan.c

index eb65d29516ca45e34fa04646296debbf5ae33d4d..bfd54264e73a0012cf7b982ea7ca4f4c71ddefd7 100644 (file)
@@ -92,6 +92,9 @@ bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
                        const struct mem_cgroup *memcg);
 
+extern bool mem_cgroup_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg,
+               struct mem_cgroup *root);
+
 extern struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page);
 extern struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p);
 
@@ -288,6 +291,12 @@ static inline struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page,
        return &zone->lruvec;
 }
 
+static inline bool mem_cgroup_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg,
+               struct mem_cgroup *root)
+{
+       return true;
+}
+
 static inline struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
 {
        return NULL;
index 56b7bc32db4f89aa924e5c02ae929af3a32fe83d..408724eeec7138c9b60facc2c2b07daf15ecc184 100644 (file)
@@ -39,6 +39,11 @@ struct res_counter {
         * the limit that usage can be exceed
         */
        unsigned long long soft_limit;
+       /*
+        * the limit under which the usage cannot be pushed
+        * due to external pressure.
+        */
+       unsigned long long low_limit;
        /*
         * the number of unsuccessful attempts to consume the resource
         */
@@ -175,6 +180,28 @@ res_counter_soft_limit_excess(struct res_counter *cnt)
        return excess;
 }
 
+/**
+ * Get the difference between the usage and the low limit
+ * @cnt: The counter
+ *
+ * Returns 0 if usage is less than or equal to low limit
+ * The difference between usage and low limit, otherwise.
+ */
+static inline unsigned long long
+res_counter_low_limit_excess(struct res_counter *cnt)
+{
+       unsigned long long excess;
+       unsigned long flags;
+
+       spin_lock_irqsave(&cnt->lock, flags);
+       if (cnt->usage <= cnt->low_limit)
+               excess = 0;
+       else
+               excess = cnt->usage - cnt->low_limit;
+       spin_unlock_irqrestore(&cnt->lock, flags);
+       return excess;
+}
+
 static inline void res_counter_reset_max(struct res_counter *cnt)
 {
        unsigned long flags;
index d27e85742ac91c63e96941b12968d7fffc28eea1..434ea328c9a3dfd8bcfcb8348e1132c6ff0d0b88 100644 (file)
@@ -2787,6 +2787,29 @@ static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
        return mem_cgroup_from_id(id);
 }
 
+/**
+ * mem_cgroup_reclaim_eligible - checks whether given memcg is eligible for the
+ * reclaim
+ * @memcg: target memcg for the reclaim
+ * @root: root of the reclaim hierarchy (null for the global reclaim)
+ *
+ * The given group is reclaimable if it is above its low limit and the same
+ * applies for all parents up the hierarchy until root (including).
+ */
+bool mem_cgroup_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg,
+               struct mem_cgroup *root)
+{
+       do {
+               if (!res_counter_low_limit_excess(&memcg->res))
+                       return false;
+               if (memcg == root)
+                       break;
+
+       } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
+
+       return true;
+}
+
 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
 {
        struct mem_cgroup *memcg = NULL;
index 4bfbb6bae91385a24408e1eb5a8e7919df5c91b5..6db301f3dd5d1dcf4f2d68660f18e89d3a51bceb 100644 (file)
@@ -2233,9 +2233,11 @@ static inline bool should_continue_reclaim(struct zone *zone,
        }
 }
 
-static void shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
+static unsigned __shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc,
+               bool follow_low_limit)
 {
        unsigned long nr_reclaimed, nr_scanned;
+       unsigned nr_scanned_groups = 0;
 
        do {
                struct mem_cgroup *root = sc->target_mem_cgroup;
@@ -2252,7 +2254,23 @@ static void shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
                do {
                        struct lruvec *lruvec;
 
+                       /*
+                        * Memcg might be under its low limit so we have to
+                        * skip it during the first reclaim round
+                        */
+                       if (follow_low_limit &&
+                                       !mem_cgroup_reclaim_eligible(memcg, root)) {
+                               /*
+                                * It would be more optimal to skip the memcg
+                                * subtree now but we do not have a memcg iter
+                                * helper for that. Anyone?
+                                */
+                               memcg = mem_cgroup_iter(root, memcg, &reclaim);
+                               continue;
+                       }
+
                        lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
+                       nr_scanned_groups++;
 
                        shrink_lruvec(lruvec, sc);
 
@@ -2280,6 +2298,20 @@ static void shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
 
        } while (should_continue_reclaim(zone, sc->nr_reclaimed - nr_reclaimed,
                                         sc->nr_scanned - nr_scanned, sc));
+
+       return nr_scanned_groups;
+}
+
+static void shrink_zone(struct zone *zone, struct scan_control *sc)
+{
+       if (!__shrink_zone(zone, sc, true)) {
+               /*
+                * First round of reclaim didn't find anything to reclaim
+                * because of low limit protection so try again and ignore
+                * the low limit this time.
+                */
+               __shrink_zone(zone, sc, false);
+       }
 }
 
 /* Returns true if compaction should go ahead for a high-order request */