ASoC: tlv320aic32x4: Only enable with common clock
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / vmpressure.c
1 /*
2  * Linux VM pressure
3  *
4  * Copyright 2012 Linaro Ltd.
5  *                Anton Vorontsov <anton.vorontsov@linaro.org>
6  *
7  * Based on ideas from Andrew Morton, David Rientjes, KOSAKI Motohiro,
8  * Leonid Moiseichuk, Mel Gorman, Minchan Kim and Pekka Enberg.
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
11  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
12  * by the Free Software Foundation.
13  */
14
15 #include <linux/cgroup.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/log2.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/vmstat.h>
21 #include <linux/eventfd.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/printk.h>
25 #include <linux/vmpressure.h>
26
27 /*
28  * The window size (vmpressure_win) is the number of scanned pages before
29  * we try to analyze scanned/reclaimed ratio. So the window is used as a
30  * rate-limit tunable for the "low" level notification, and also for
31  * averaging the ratio for medium/critical levels. Using small window
32  * sizes can cause lot of false positives, but too big window size will
33  * delay the notifications.
34  *
35  * As the vmscan reclaimer logic works with chunks which are multiple of
36  * SWAP_CLUSTER_MAX, it makes sense to use it for the window size as well.
37  *
38  * TODO: Make the window size depend on machine size, as we do for vmstat
39  * thresholds. Currently we set it to 512 pages (2MB for 4KB pages).
40  */
41 static const unsigned long vmpressure_win = SWAP_CLUSTER_MAX * 16;
42
43 /*
44  * These thresholds are used when we account memory pressure through
45  * scanned/reclaimed ratio. The current values were chosen empirically. In
46  * essence, they are percents: the higher the value, the more number
47  * unsuccessful reclaims there were.
48  */
49 static const unsigned int vmpressure_level_med = 60;
50 static const unsigned int vmpressure_level_critical = 95;
51
52 /*
53  * When there are too little pages left to scan, vmpressure() may miss the
54  * critical pressure as number of pages will be less than "window size".
55  * However, in that case the vmscan priority will raise fast as the
56  * reclaimer will try to scan LRUs more deeply.
57  *
58  * The vmscan logic considers these special priorities:
59  *
60  * prio == DEF_PRIORITY (12): reclaimer starts with that value
61  * prio <= DEF_PRIORITY - 2 : kswapd becomes somewhat overwhelmed
62  * prio == 0                : close to OOM, kernel scans every page in an lru
63  *
64  * Any value in this range is acceptable for this tunable (i.e. from 12 to
65  * 0). Current value for the vmpressure_level_critical_prio is chosen
66  * empirically, but the number, in essence, means that we consider
67  * critical level when scanning depth is ~10% of the lru size (vmscan
68  * scans 'lru_size >> prio' pages, so it is actually 12.5%, or one
69  * eights).
70  */
71 static const unsigned int vmpressure_level_critical_prio = ilog2(100 / 10);
72
73 static struct vmpressure *work_to_vmpressure(struct work_struct *work)
74 {
75         return container_of(work, struct vmpressure, work);
76 }
77
78 static struct vmpressure *vmpressure_parent(struct vmpressure *vmpr)
79 {
80         struct cgroup_subsys_state *css = vmpressure_to_css(vmpr);
81         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
82
83         memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
84         if (!memcg)
85                 return NULL;
86         return memcg_to_vmpressure(memcg);
87 }
88
89 enum vmpressure_levels {
90         VMPRESSURE_LOW = 0,
91         VMPRESSURE_MEDIUM,
92         VMPRESSURE_CRITICAL,
93         VMPRESSURE_NUM_LEVELS,
94 };
95
96 enum vmpressure_modes {
97         VMPRESSURE_NO_PASSTHROUGH = 0,
98         VMPRESSURE_HIERARCHY,
99         VMPRESSURE_LOCAL,
100         VMPRESSURE_NUM_MODES,
101 };
102
103 static const char * const vmpressure_str_levels[] = {
104         [VMPRESSURE_LOW] = "low",
105         [VMPRESSURE_MEDIUM] = "medium",
106         [VMPRESSURE_CRITICAL] = "critical",
107 };
108
109 static const char * const vmpressure_str_modes[] = {
110         [VMPRESSURE_NO_PASSTHROUGH] = "default",
111         [VMPRESSURE_HIERARCHY] = "hierarchy",
112         [VMPRESSURE_LOCAL] = "local",
113 };
114
115 static enum vmpressure_levels vmpressure_level(unsigned long pressure)
116 {
117         if (pressure >= vmpressure_level_critical)
118                 return VMPRESSURE_CRITICAL;
119         else if (pressure >= vmpressure_level_med)
120                 return VMPRESSURE_MEDIUM;
121         return VMPRESSURE_LOW;
122 }
123
124 static enum vmpressure_levels vmpressure_calc_level(unsigned long scanned,
125                                                     unsigned long reclaimed)
126 {
127         unsigned long scale = scanned + reclaimed;
128         unsigned long pressure = 0;
129
130         /*
131          * reclaimed can be greater than scanned for things such as reclaimed
132          * slab pages. shrink_node() just adds reclaimed pages without a
133          * related increment to scanned pages.
134          */
135         if (reclaimed >= scanned)
136                 goto out;
137         /*
138          * We calculate the ratio (in percents) of how many pages were
139          * scanned vs. reclaimed in a given time frame (window). Note that
140          * time is in VM reclaimer's "ticks", i.e. number of pages
141          * scanned. This makes it possible to set desired reaction time
142          * and serves as a ratelimit.
143          */
144         pressure = scale - (reclaimed * scale / scanned);
145         pressure = pressure * 100 / scale;
146
147 out:
148         pr_debug("%s: %3lu  (s: %lu  r: %lu)\n", __func__, pressure,
149                  scanned, reclaimed);
150
151         return vmpressure_level(pressure);
152 }
153
154 struct vmpressure_event {
155         struct eventfd_ctx *efd;
156         enum vmpressure_levels level;
157         enum vmpressure_modes mode;
158         struct list_head node;
159 };
160
161 static bool vmpressure_event(struct vmpressure *vmpr,
162                              const enum vmpressure_levels level,
163                              bool ancestor, bool signalled)
164 {
165         struct vmpressure_event *ev;
166         bool ret = false;
167
168         mutex_lock(&vmpr->events_lock);
169         list_for_each_entry(ev, &vmpr->events, node) {
170                 if (ancestor && ev->mode == VMPRESSURE_LOCAL)
171                         continue;
172                 if (signalled && ev->mode == VMPRESSURE_NO_PASSTHROUGH)
173                         continue;
174                 if (level < ev->level)
175                         continue;
176                 eventfd_signal(ev->efd, 1);
177                 ret = true;
178         }
179         mutex_unlock(&vmpr->events_lock);
180
181         return ret;
182 }
183
184 static void vmpressure_work_fn(struct work_struct *work)
185 {
186         struct vmpressure *vmpr = work_to_vmpressure(work);
187         unsigned long scanned;
188         unsigned long reclaimed;
189         enum vmpressure_levels level;
190         bool ancestor = false;
191         bool signalled = false;
192
193         spin_lock(&vmpr->sr_lock);
194         /*
195          * Several contexts might be calling vmpressure(), so it is
196          * possible that the work was rescheduled again before the old
197          * work context cleared the counters. In that case we will run
198          * just after the old work returns, but then scanned might be zero
199          * here. No need for any locks here since we don't care if
200          * vmpr->reclaimed is in sync.
201          */
202         scanned = vmpr->tree_scanned;
203         if (!scanned) {
204                 spin_unlock(&vmpr->sr_lock);
205                 return;
206         }
207
208         reclaimed = vmpr->tree_reclaimed;
209         vmpr->tree_scanned = 0;
210         vmpr->tree_reclaimed = 0;
211         spin_unlock(&vmpr->sr_lock);
212
213         level = vmpressure_calc_level(scanned, reclaimed);
214
215         do {
216                 if (vmpressure_event(vmpr, level, ancestor, signalled))
217                         signalled = true;
218                 ancestor = true;
219         } while ((vmpr = vmpressure_parent(vmpr)));
220 }
221
222 /**
223  * vmpressure() - Account memory pressure through scanned/reclaimed ratio
224  * @gfp:        reclaimer's gfp mask
225  * @memcg:      cgroup memory controller handle
226  * @tree:       legacy subtree mode
227  * @scanned:    number of pages scanned
228  * @reclaimed:  number of pages reclaimed
229  *
230  * This function should be called from the vmscan reclaim path to account
231  * "instantaneous" memory pressure (scanned/reclaimed ratio). The raw
232  * pressure index is then further refined and averaged over time.
233  *
234  * If @tree is set, vmpressure is in traditional userspace reporting
235  * mode: @memcg is considered the pressure root and userspace is
236  * notified of the entire subtree's reclaim efficiency.
237  *
238  * If @tree is not set, reclaim efficiency is recorded for @memcg, and
239  * only in-kernel users are notified.
240  *
241  * This function does not return any value.
242  */
243 void vmpressure(gfp_t gfp, struct mem_cgroup *memcg, bool tree,
244                 unsigned long scanned, unsigned long reclaimed)
245 {
246         struct vmpressure *vmpr = memcg_to_vmpressure(memcg);
247
248         /*
249          * Here we only want to account pressure that userland is able to
250          * help us with. For example, suppose that DMA zone is under
251          * pressure; if we notify userland about that kind of pressure,
252          * then it will be mostly a waste as it will trigger unnecessary
253          * freeing of memory by userland (since userland is more likely to
254          * have HIGHMEM/MOVABLE pages instead of the DMA fallback). That
255          * is why we include only movable, highmem and FS/IO pages.
256          * Indirect reclaim (kswapd) sets sc->gfp_mask to GFP_KERNEL, so
257          * we account it too.
258          */
259         if (!(gfp & (__GFP_HIGHMEM | __GFP_MOVABLE | __GFP_IO | __GFP_FS)))
260                 return;
261
262         /*
263          * If we got here with no pages scanned, then that is an indicator
264          * that reclaimer was unable to find any shrinkable LRUs at the
265          * current scanning depth. But it does not mean that we should
266          * report the critical pressure, yet. If the scanning priority
267          * (scanning depth) goes too high (deep), we will be notified
268          * through vmpressure_prio(). But so far, keep calm.
269          */
270         if (!scanned)
271                 return;
272
273         if (tree) {
274                 spin_lock(&vmpr->sr_lock);
275                 scanned = vmpr->tree_scanned += scanned;
276                 vmpr->tree_reclaimed += reclaimed;
277                 spin_unlock(&vmpr->sr_lock);
278
279                 if (scanned < vmpressure_win)
280                         return;
281                 schedule_work(&vmpr->work);
282         } else {
283                 enum vmpressure_levels level;
284
285                 /* For now, no users for root-level efficiency */
286                 if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
287                         return;
288
289                 spin_lock(&vmpr->sr_lock);
290                 scanned = vmpr->scanned += scanned;
291                 reclaimed = vmpr->reclaimed += reclaimed;
292                 if (scanned < vmpressure_win) {
293                         spin_unlock(&vmpr->sr_lock);
294                         return;
295                 }
296                 vmpr->scanned = vmpr->reclaimed = 0;
297                 spin_unlock(&vmpr->sr_lock);
298
299                 level = vmpressure_calc_level(scanned, reclaimed);
300
301                 if (level > VMPRESSURE_LOW) {
302                         /*
303                          * Let the socket buffer allocator know that
304                          * we are having trouble reclaiming LRU pages.
305                          *
306                          * For hysteresis keep the pressure state
307                          * asserted for a second in which subsequent
308                          * pressure events can occur.
309                          */
310                         memcg->socket_pressure = jiffies + HZ;
311                 }
312         }
313 }
314
315 /**
316  * vmpressure_prio() - Account memory pressure through reclaimer priority level
317  * @gfp:        reclaimer's gfp mask
318  * @memcg:      cgroup memory controller handle
319  * @prio:       reclaimer's priority
320  *
321  * This function should be called from the reclaim path every time when
322  * the vmscan's reclaiming priority (scanning depth) changes.
323  *
324  * This function does not return any value.
325  */
326 void vmpressure_prio(gfp_t gfp, struct mem_cgroup *memcg, int prio)
327 {
328         /*
329          * We only use prio for accounting critical level. For more info
330          * see comment for vmpressure_level_critical_prio variable above.
331          */
332         if (prio > vmpressure_level_critical_prio)
333                 return;
334
335         /*
336          * OK, the prio is below the threshold, updating vmpressure
337          * information before shrinker dives into long shrinking of long
338          * range vmscan. Passing scanned = vmpressure_win, reclaimed = 0
339          * to the vmpressure() basically means that we signal 'critical'
340          * level.
341          */
342         vmpressure(gfp, memcg, true, vmpressure_win, 0);
343 }
344
345 #define MAX_VMPRESSURE_ARGS_LEN (strlen("critical") + strlen("hierarchy") + 2)
346
347 /**
348  * vmpressure_register_event() - Bind vmpressure notifications to an eventfd
349  * @memcg:      memcg that is interested in vmpressure notifications
350  * @eventfd:    eventfd context to link notifications with
351  * @args:       event arguments (pressure level threshold, optional mode)
352  *
353  * This function associates eventfd context with the vmpressure
354  * infrastructure, so that the notifications will be delivered to the
355  * @eventfd. The @args parameter is a comma-delimited string that denotes a
356  * pressure level threshold (one of vmpressure_str_levels, i.e. "low", "medium",
357  * or "critical") and an optional mode (one of vmpressure_str_modes, i.e.
358  * "hierarchy" or "local").
359  *
360  * To be used as memcg event method.
361  */
362 int vmpressure_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
363                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
364 {
365         struct vmpressure *vmpr = memcg_to_vmpressure(memcg);
366         struct vmpressure_event *ev;
367         enum vmpressure_modes mode = VMPRESSURE_NO_PASSTHROUGH;
368         enum vmpressure_levels level = -1;
369         char *spec, *spec_orig;
370         char *token;
371         int ret = 0;
372
373         spec_orig = spec = kstrndup(args, MAX_VMPRESSURE_ARGS_LEN, GFP_KERNEL);
374         if (!spec) {
375                 ret = -ENOMEM;
376                 goto out;
377         }
378
379         /* Find required level */
380         token = strsep(&spec, ",");
381         level = match_string(vmpressure_str_levels, VMPRESSURE_NUM_LEVELS, token);
382         if (level < 0) {
383                 ret = level;
384                 goto out;
385         }
386
387         /* Find optional mode */
388         token = strsep(&spec, ",");
389         if (token) {
390                 mode = match_string(vmpressure_str_modes, VMPRESSURE_NUM_MODES, token);
391                 if (mode < 0) {
392                         ret = mode;
393                         goto out;
394                 }
395         }
396
397         ev = kzalloc(sizeof(*ev), GFP_KERNEL);
398         if (!ev) {
399                 ret = -ENOMEM;
400                 goto out;
401         }
402
403         ev->efd = eventfd;
404         ev->level = level;
405         ev->mode = mode;
406
407         mutex_lock(&vmpr->events_lock);
408         list_add(&ev->node, &vmpr->events);
409         mutex_unlock(&vmpr->events_lock);
410 out:
411         kfree(spec_orig);
412         return ret;
413 }
414
415 /**
416  * vmpressure_unregister_event() - Unbind eventfd from vmpressure
417  * @memcg:      memcg handle
418  * @eventfd:    eventfd context that was used to link vmpressure with the @cg
419  *
420  * This function does internal manipulations to detach the @eventfd from
421  * the vmpressure notifications, and then frees internal resources
422  * associated with the @eventfd (but the @eventfd itself is not freed).
423  *
424  * To be used as memcg event method.
425  */
426 void vmpressure_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
427                                  struct eventfd_ctx *eventfd)
428 {
429         struct vmpressure *vmpr = memcg_to_vmpressure(memcg);
430         struct vmpressure_event *ev;
431
432         mutex_lock(&vmpr->events_lock);
433         list_for_each_entry(ev, &vmpr->events, node) {
434                 if (ev->efd != eventfd)
435                         continue;
436                 list_del(&ev->node);
437                 kfree(ev);
438                 break;
439         }
440         mutex_unlock(&vmpr->events_lock);
441 }
442
443 /**
444  * vmpressure_init() - Initialize vmpressure control structure
445  * @vmpr:       Structure to be initialized
446  *
447  * This function should be called on every allocated vmpressure structure
448  * before any usage.
449  */
450 void vmpressure_init(struct vmpressure *vmpr)
451 {
452         spin_lock_init(&vmpr->sr_lock);
453         mutex_init(&vmpr->events_lock);
454         INIT_LIST_HEAD(&vmpr->events);
455         INIT_WORK(&vmpr->work, vmpressure_work_fn);
456 }
457
458 /**
459  * vmpressure_cleanup() - shuts down vmpressure control structure
460  * @vmpr:       Structure to be cleaned up
461  *
462  * This function should be called before the structure in which it is
463  * embedded is cleaned up.
464  */
465 void vmpressure_cleanup(struct vmpressure *vmpr)
466 {
467         /*
468          * Make sure there is no pending work before eventfd infrastructure
469          * goes away.
470          */
471         flush_work(&vmpr->work);
472 }