Merge tag 'for-5.4/block-2019-09-16' of git://git.kernel.dk/linux-block
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memcontrol.c
index 9ec5e12486a7805c8250f9a814be5036785c66b1..597d5810187256a6dd681948266de8a362855d69 100644 (file)
@@ -87,6 +87,10 @@ int do_swap_account __read_mostly;
 #define do_swap_account                0
 #endif
 
+#ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
+static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
+#endif
+
 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
 static bool do_memsw_account(void)
 {
@@ -4172,6 +4176,8 @@ static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
 
 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
 
+#include <trace/events/writeback.h>
+
 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
 {
        return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
@@ -4255,6 +4261,130 @@ void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
        }
 }
 
+/*
+ * Foreign dirty flushing
+ *
+ * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
+ * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
+ * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
+ * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
+ * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
+ * different cgroups isn't a common use-case.
+ *
+ * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
+ * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
+ * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
+ * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
+ * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
+ * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
+ * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
+ * make writeback of the dirty pages happen.
+ *
+ * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
+ * severely throttled after making some progress after each
+ * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
+ * completely idle.
+ *
+ * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
+ * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
+ * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
+ * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
+ * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
+ *
+ * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
+ * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
+ * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
+ * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
+ * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
+ * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
+ * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
+ * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
+ * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
+ *
+ * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
+ * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
+ * records are lockless and racy.
+ */
+void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
+                                            struct bdi_writeback *wb)
+{
+       struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
+       struct memcg_cgwb_frn *frn;
+       u64 now = get_jiffies_64();
+       u64 oldest_at = now;
+       int oldest = -1;
+       int i;
+
+       trace_track_foreign_dirty(page, wb);
+
+       /*
+        * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
+        * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
+        * written out.
+        */
+       for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
+               frn = &memcg->cgwb_frn[i];
+               if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
+                   frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
+                       break;
+               if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
+                   atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
+                       oldest = i;
+                       oldest_at = frn->at;
+               }
+       }
+
+       if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
+               /*
+                * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
+                * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
+                * reasonably up-to-date and significantly shorter than
+                * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
+                * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
+                */
+               unsigned long update_intv =
+                       min_t(unsigned long, HZ,
+                             msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
+
+               if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
+                       frn->at = now;
+       } else if (oldest >= 0) {
+               /* replace the oldest free one */
+               frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
+               frn->bdi_id = wb->bdi->id;
+               frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
+               frn->at = now;
+       }
+}
+
+/* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
+void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
+{
+       struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
+       unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
+       u64 now = jiffies_64;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
+               struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
+
+               /*
+                * If the record is older than dirty_expire_interval,
+                * writeback on it has already started.  No need to kick it
+                * off again.  Also, don't start a new one if there's
+                * already one in flight.
+                */
+               if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
+                   atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
+                       frn->at = 0;
+                       trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
+                       cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
+                                              WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
+                                              &frn->done);
+               }
+       }
+}
+
 #else  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
 
 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
@@ -4777,6 +4907,7 @@ static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
        struct mem_cgroup *memcg;
        unsigned int size;
        int node;
+       int __maybe_unused i;
 
        size = sizeof(struct mem_cgroup);
        size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
@@ -4820,6 +4951,9 @@ static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
 #endif
 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
        INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
+       for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
+               memcg->cgwb_frn[i].done =
+                       __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
 #endif
        idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
        return memcg;
@@ -4949,7 +5083,12 @@ static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
 {
        struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
+       int __maybe_unused i;
 
+#ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
+       for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
+               wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
+#endif
        if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
                static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);