mm: mempolicy: add queue_pages_required()
authorNaoya Horiguchi <n-horiguchi@ah.jp.nec.com>
Fri, 8 Sep 2017 23:10:42 +0000 (16:10 -0700)
committerLinus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Sat, 9 Sep 2017 01:26:45 +0000 (18:26 -0700)
commit88aaa2a1d7326bdb6fd2a6bd7264008a343272cd
tree6108638c93edfea290a56ad6a0e19c895d009a14
parent015a9e66b9b8c1f28097ed09bf9350708e26249a
mm: mempolicy: add queue_pages_required()

Patch series "mm: page migration enhancement for thp", v9.

Motivations:

1. THP migration becomes important in the upcoming heterogeneous memory
   systems. As David Nellans from NVIDIA pointed out from other threads
   (http://www.mail-archive.com/linux-kernel@vger.kernel.org/msg1349227.html),
   future GPUs or other accelerators will have their memory managed by
   operating systems. Moving data into and out of these memory nodes
   efficiently is critical to applications that use GPUs or other
   accelerators. Existing page migration only supports base pages, which
   has a very low memory bandwidth utilization. My experiments (see
   below) show THP migration can migrate pages more efficiently.

2. Base page migration vs THP migration throughput.

   Here are cross-socket page migration results from calling
   move_pages() syscall:

   In x86_64, a Intel two-socket E5-2640v3 box,
    - single 4KB base page migration takes 62.47 us, using 0.06 GB/s BW,
    - single 2MB THP migration takes 658.54 us, using 2.97 GB/s BW,
    - 512 4KB base page migration takes 1987.38 us, using 0.98 GB/s BW.

   In ppc64, a two-socket Power8 box,
    - single 64KB base page migration takes 49.3 us, using 1.24 GB/s BW,
    - single 16MB THP migration takes 2202.17 us, using 7.10 GB/s BW,
    - 256 64KB base page migration takes 2543.65 us, using 6.14 GB/s BW.

   THP migration can give us 3x and 1.15x throughput over base page
   migration in x86_64 and ppc64 respectivley.

   You can test it out by using the code here:
      https://github.com/x-y-z/thp-migration-bench

3. Existing page migration splits THP before migration and cannot
   guarantee the migrated pages are still contiguous. Contiguity is
   always what GPUs and accelerators look for. Without THP migration,
   khugepaged needs to do extra work to reassemble the migrated pages
   back to THPs.

This patch (of 10):

Introduce a separate check routine related to MPOL_MF_INVERT flag.  This
patch just does cleanup, no behavioral change.

Link: http://lkml.kernel.org/r/20170717193955.20207-2-zi.yan@sent.com
Signed-off-by: Naoya Horiguchi <n-horiguchi@ah.jp.nec.com>
Signed-off-by: Zi Yan <zi.yan@cs.rutgers.edu>
Cc: Kirill A. Shutemov <kirill.shutemov@linux.intel.com>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Vlastimil Babka <vbabka@suse.cz>
Cc: Mel Gorman <mgorman@techsingularity.net>
Cc: Anshuman Khandual <khandual@linux.vnet.ibm.com>
Cc: Dave Hansen <dave.hansen@intel.com>
Cc: David Nellans <dnellans@nvidia.com>
Cc: "H. Peter Anvin" <hpa@zytor.com>
Cc: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Cc: Michal Hocko <mhocko@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
mm/mempolicy.c