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[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / balloon_compaction.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * mm/balloon_compaction.c
4  *
5  * Common interface for making balloon pages movable by compaction.
6  *
7  * Copyright (C) 2012, Red Hat, Inc.  Rafael Aquini <aquini@redhat.com>
8  */
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/export.h>
12 #include <linux/balloon_compaction.h>
13
14 static void balloon_page_enqueue_one(struct balloon_dev_info *b_dev_info,
15                                      struct page *page)
16 {
17         /*
18          * Block others from accessing the 'page' when we get around to
19          * establishing additional references. We should be the only one
20          * holding a reference to the 'page' at this point. If we are not, then
21          * memory corruption is possible and we should stop execution.
22          */
23         BUG_ON(!trylock_page(page));
24         balloon_page_insert(b_dev_info, page);
25         unlock_page(page);
26         __count_vm_event(BALLOON_INFLATE);
27 }
28
29 /**
30  * balloon_page_list_enqueue() - inserts a list of pages into the balloon page
31  *                               list.
32  * @b_dev_info: balloon device descriptor where we will insert a new page to
33  * @pages: pages to enqueue - allocated using balloon_page_alloc.
34  *
35  * Driver must call this function to properly enqueue balloon pages before
36  * definitively removing them from the guest system.
37  *
38  * Return: number of pages that were enqueued.
39  */
40 size_t balloon_page_list_enqueue(struct balloon_dev_info *b_dev_info,
41                                  struct list_head *pages)
42 {
43         struct page *page, *tmp;
44         unsigned long flags;
45         size_t n_pages = 0;
46
47         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
48         list_for_each_entry_safe(page, tmp, pages, lru) {
49                 list_del(&page->lru);
50                 balloon_page_enqueue_one(b_dev_info, page);
51                 n_pages++;
52         }
53         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
54         return n_pages;
55 }
56 EXPORT_SYMBOL_GPL(balloon_page_list_enqueue);
57
58 /**
59  * balloon_page_list_dequeue() - removes pages from balloon's page list and
60  *                               returns a list of the pages.
61  * @b_dev_info: balloon device descriptor where we will grab a page from.
62  * @pages: pointer to the list of pages that would be returned to the caller.
63  * @n_req_pages: number of requested pages.
64  *
65  * Driver must call this function to properly de-allocate a previous enlisted
66  * balloon pages before definitively releasing it back to the guest system.
67  * This function tries to remove @n_req_pages from the ballooned pages and
68  * return them to the caller in the @pages list.
69  *
70  * Note that this function may fail to dequeue some pages even if the balloon
71  * isn't empty - since the page list can be temporarily empty due to compaction
72  * of isolated pages.
73  *
74  * Return: number of pages that were added to the @pages list.
75  */
76 size_t balloon_page_list_dequeue(struct balloon_dev_info *b_dev_info,
77                                  struct list_head *pages, size_t n_req_pages)
78 {
79         struct page *page, *tmp;
80         unsigned long flags;
81         size_t n_pages = 0;
82
83         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
84         list_for_each_entry_safe(page, tmp, &b_dev_info->pages, lru) {
85                 if (n_pages == n_req_pages)
86                         break;
87
88                 /*
89                  * Block others from accessing the 'page' while we get around to
90                  * establishing additional references and preparing the 'page'
91                  * to be released by the balloon driver.
92                  */
93                 if (!trylock_page(page))
94                         continue;
95
96                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BALLOON_COMPACTION) &&
97                     PageIsolated(page)) {
98                         /* raced with isolation */
99                         unlock_page(page);
100                         continue;
101                 }
102                 balloon_page_delete(page);
103                 __count_vm_event(BALLOON_DEFLATE);
104                 list_add(&page->lru, pages);
105                 unlock_page(page);
106                 n_pages++;
107         }
108         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
109
110         return n_pages;
111 }
112 EXPORT_SYMBOL_GPL(balloon_page_list_dequeue);
113
114 /*
115  * balloon_page_alloc - allocates a new page for insertion into the balloon
116  *                      page list.
117  *
118  * Driver must call this function to properly allocate a new balloon page.
119  * Driver must call balloon_page_enqueue before definitively removing the page
120  * from the guest system.
121  *
122  * Return: struct page for the allocated page or NULL on allocation failure.
123  */
124 struct page *balloon_page_alloc(void)
125 {
126         struct page *page = alloc_page(balloon_mapping_gfp_mask() |
127                                        __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY |
128                                        __GFP_NOWARN);
129         return page;
130 }
131 EXPORT_SYMBOL_GPL(balloon_page_alloc);
132
133 /*
134  * balloon_page_enqueue - inserts a new page into the balloon page list.
135  *
136  * @b_dev_info: balloon device descriptor where we will insert a new page
137  * @page: new page to enqueue - allocated using balloon_page_alloc.
138  *
139  * Drivers must call this function to properly enqueue a new allocated balloon
140  * page before definitively removing the page from the guest system.
141  *
142  * Drivers must not call balloon_page_enqueue on pages that have been pushed to
143  * a list with balloon_page_push before removing them with balloon_page_pop. To
144  * enqueue a list of pages, use balloon_page_list_enqueue instead.
145  */
146 void balloon_page_enqueue(struct balloon_dev_info *b_dev_info,
147                           struct page *page)
148 {
149         unsigned long flags;
150
151         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
152         balloon_page_enqueue_one(b_dev_info, page);
153         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
154 }
155 EXPORT_SYMBOL_GPL(balloon_page_enqueue);
156
157 /*
158  * balloon_page_dequeue - removes a page from balloon's page list and returns
159  *                        its address to allow the driver to release the page.
160  * @b_dev_info: balloon device descriptor where we will grab a page from.
161  *
162  * Driver must call this function to properly dequeue a previously enqueued page
163  * before definitively releasing it back to the guest system.
164  *
165  * Caller must perform its own accounting to ensure that this
166  * function is called only if some pages are actually enqueued.
167  *
168  * Note that this function may fail to dequeue some pages even if there are
169  * some enqueued pages - since the page list can be temporarily empty due to
170  * the compaction of isolated pages.
171  *
172  * TODO: remove the caller accounting requirements, and allow caller to wait
173  * until all pages can be dequeued.
174  *
175  * Return: struct page for the dequeued page, or NULL if no page was dequeued.
176  */
177 struct page *balloon_page_dequeue(struct balloon_dev_info *b_dev_info)
178 {
179         unsigned long flags;
180         LIST_HEAD(pages);
181         int n_pages;
182
183         n_pages = balloon_page_list_dequeue(b_dev_info, &pages, 1);
184
185         if (n_pages != 1) {
186                 /*
187                  * If we are unable to dequeue a balloon page because the page
188                  * list is empty and there are no isolated pages, then something
189                  * went out of track and some balloon pages are lost.
190                  * BUG() here, otherwise the balloon driver may get stuck in
191                  * an infinite loop while attempting to release all its pages.
192                  */
193                 spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
194                 if (unlikely(list_empty(&b_dev_info->pages) &&
195                              !b_dev_info->isolated_pages))
196                         BUG();
197                 spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
198                 return NULL;
199         }
200         return list_first_entry(&pages, struct page, lru);
201 }
202 EXPORT_SYMBOL_GPL(balloon_page_dequeue);
203
204 #ifdef CONFIG_BALLOON_COMPACTION
205
206 static bool balloon_page_isolate(struct page *page, isolate_mode_t mode)
207
208 {
209         struct balloon_dev_info *b_dev_info = balloon_page_device(page);
210         unsigned long flags;
211
212         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
213         list_del(&page->lru);
214         b_dev_info->isolated_pages++;
215         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
216
217         return true;
218 }
219
220 static void balloon_page_putback(struct page *page)
221 {
222         struct balloon_dev_info *b_dev_info = balloon_page_device(page);
223         unsigned long flags;
224
225         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
226         list_add(&page->lru, &b_dev_info->pages);
227         b_dev_info->isolated_pages--;
228         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
229 }
230
231
232 /* move_to_new_page() counterpart for a ballooned page */
233 static int balloon_page_migrate(struct address_space *mapping,
234                 struct page *newpage, struct page *page,
235                 enum migrate_mode mode)
236 {
237         struct balloon_dev_info *balloon = balloon_page_device(page);
238
239         /*
240          * We can not easily support the no copy case here so ignore it as it
241          * is unlikely to be used with balloon pages. See include/linux/hmm.h
242          * for a user of the MIGRATE_SYNC_NO_COPY mode.
243          */
244         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
245                 return -EINVAL;
246
247         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
248         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
249
250         return balloon->migratepage(balloon, newpage, page, mode);
251 }
252
253 const struct address_space_operations balloon_aops = {
254         .migratepage = balloon_page_migrate,
255         .isolate_page = balloon_page_isolate,
256         .putback_page = balloon_page_putback,
257 };
258 EXPORT_SYMBOL_GPL(balloon_aops);
259
260 #endif /* CONFIG_BALLOON_COMPACTION */