arm64: enable THP_SWAP for arm64
authorBarry Song <v-songbaohua@oppo.com>
Wed, 20 Jul 2022 09:37:37 +0000 (21:37 +1200)
committerWill Deacon <will@kernel.org>
Wed, 20 Jul 2022 09:52:40 +0000 (10:52 +0100)
THP_SWAP has been proven to improve the swap throughput significantly
on x86_64 according to commit bd4c82c22c367e ("mm, THP, swap: delay
splitting THP after swapped out").
As long as arm64 uses 4K page size, it is quite similar with x86_64
by having 2MB PMD THP. THP_SWAP is architecture-independent, thus,
enabling it on arm64 will benefit arm64 as well.
A corner case is that MTE has an assumption that only base pages
can be swapped. We won't enable THP_SWAP for ARM64 hardware with
MTE support until MTE is reworked to coexist with THP_SWAP.

A micro-benchmark is written to measure thp swapout throughput as
below,

 unsigned long long tv_to_ms(struct timeval tv)
 {
  return tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000;
 }

 main()
 {
  struct timeval tv_b, tv_e;;
 #define SIZE 400*1024*1024
  volatile void *p = mmap(NULL, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
  if (!p) {
  perror("fail to get memory");
  exit(-1);
  }

  madvise(p, SIZE, MADV_HUGEPAGE);
  memset(p, 0x11, SIZE); /* write to get mem */

  gettimeofday(&tv_b, NULL);
  madvise(p, SIZE, MADV_PAGEOUT);
  gettimeofday(&tv_e, NULL);

  printf("swp out bandwidth: %ld bytes/ms\n",
  SIZE/(tv_to_ms(tv_e) - tv_to_ms(tv_b)));
 }

Testing is done on rk3568 64bit Quad Core Cortex-A55 platform -
ROCK 3A.
thp swp throughput w/o patch: 2734bytes/ms (mean of 10 tests)
thp swp throughput w/  patch: 3331bytes/ms (mean of 10 tests)

Cc: "Huang, Ying" <ying.huang@intel.com>
Cc: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
Cc: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Cc: Steven Price <steven.price@arm.com>
Cc: Yang Shi <shy828301@gmail.com>
Reviewed-by: Anshuman Khandual <anshuman.khandual@arm.com>
Signed-off-by: Barry Song <v-songbaohua@oppo.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20220720093737.133375-1-21cnbao@gmail.com
Signed-off-by: Will Deacon <will@kernel.org>
arch/arm64/Kconfig
arch/arm64/include/asm/pgtable.h
include/linux/huge_mm.h
mm/swap_slots.c

index 1652a9800ebee645616948df2249e186e948baff..e1c540e80eecf13f15fd3238e8a60c37cb5d3fad 100644 (file)
@@ -101,6 +101,7 @@ config ARM64
        select ARCH_WANT_HUGETLB_PAGE_OPTIMIZE_VMEMMAP
        select ARCH_WANT_LD_ORPHAN_WARN
        select ARCH_WANTS_NO_INSTR
+       select ARCH_WANTS_THP_SWAP if ARM64_4K_PAGES
        select ARCH_HAS_UBSAN_SANITIZE_ALL
        select ARM_AMBA
        select ARM_ARCH_TIMER
index 0b6632f18364435ddce6da4be70b4825c5957cd2..78d6f6014bfb914df12caa71abb984c8daa3b78c 100644 (file)
        __flush_tlb_range(vma, addr, end, PUD_SIZE, false, 1)
 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 
+static inline bool arch_thp_swp_supported(void)
+{
+       return !system_supports_mte();
+}
+#define arch_thp_swp_supported arch_thp_swp_supported
+
 /*
  * Outside of a few very special situations (e.g. hibernation), we always
  * use broadcast TLB invalidation instructions, therefore a spurious page
index de29821231c9b304ffc21cf3c979ba397bc95716..4ddaf6ad73efa78d4030e207252a56b7710decc0 100644 (file)
@@ -461,4 +461,16 @@ static inline int split_folio_to_list(struct folio *folio,
        return split_huge_page_to_list(&folio->page, list);
 }
 
+/*
+ * archs that select ARCH_WANTS_THP_SWAP but don't support THP_SWP due to
+ * limitations in the implementation like arm64 MTE can override this to
+ * false
+ */
+#ifndef arch_thp_swp_supported
+static inline bool arch_thp_swp_supported(void)
+{
+       return true;
+}
+#endif
+
 #endif /* _LINUX_HUGE_MM_H */
index 2a65a89b5b4d7392c86b2b7dc169c0a233cce193..10b94d64cc257aadcc826ed4102a94def8fa1c6e 100644 (file)
@@ -307,7 +307,7 @@ swp_entry_t folio_alloc_swap(struct folio *folio)
        entry.val = 0;
 
        if (folio_test_large(folio)) {
-               if (IS_ENABLED(CONFIG_THP_SWAP))
+               if (IS_ENABLED(CONFIG_THP_SWAP) && arch_thp_swp_supported())
                        get_swap_pages(1, &entry, folio_nr_pages(folio));
                goto out;
        }