Merge branch 'for-4.2/writeback' of git://git.kernel.dk/linux-block
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / page_isolation.c
1 /*
2  * linux/mm/page_isolation.c
3  */
4
5 #include <linux/mm.h>
6 #include <linux/page-isolation.h>
7 #include <linux/pageblock-flags.h>
8 #include <linux/memory.h>
9 #include <linux/hugetlb.h>
10 #include "internal.h"
11
12 int set_migratetype_isolate(struct page *page, bool skip_hwpoisoned_pages)
13 {
14         struct zone *zone;
15         unsigned long flags, pfn;
16         struct memory_isolate_notify arg;
17         int notifier_ret;
18         int ret = -EBUSY;
19
20         zone = page_zone(page);
21
22         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
23
24         pfn = page_to_pfn(page);
25         arg.start_pfn = pfn;
26         arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
27         arg.pages_found = 0;
28
29         /*
30          * It may be possible to isolate a pageblock even if the
31          * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
32          * notifier chain is used by balloon drivers to return the
33          * number of pages in a range that are held by the balloon
34          * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
35          * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
36          * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
37          * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
38          * by the balloon driver through the memory notifier chain.
39          */
40         notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
41         notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
42         if (notifier_ret)
43                 goto out;
44         /*
45          * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
46          * We just check MOVABLE pages.
47          */
48         if (!has_unmovable_pages(zone, page, arg.pages_found,
49                                  skip_hwpoisoned_pages))
50                 ret = 0;
51
52         /*
53          * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
54          * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
55          */
56
57 out:
58         if (!ret) {
59                 unsigned long nr_pages;
60                 int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
61
62                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
63                 zone->nr_isolate_pageblock++;
64                 nr_pages = move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
65
66                 __mod_zone_freepage_state(zone, -nr_pages, migratetype);
67         }
68
69         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
70         if (!ret)
71                 drain_all_pages(zone);
72         return ret;
73 }
74
75 void unset_migratetype_isolate(struct page *page, unsigned migratetype)
76 {
77         struct zone *zone;
78         unsigned long flags, nr_pages;
79         struct page *isolated_page = NULL;
80         unsigned int order;
81         unsigned long page_idx, buddy_idx;
82         struct page *buddy;
83
84         zone = page_zone(page);
85         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
86         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
87                 goto out;
88
89         /*
90          * Because freepage with more than pageblock_order on isolated
91          * pageblock is restricted to merge due to freepage counting problem,
92          * it is possible that there is free buddy page.
93          * move_freepages_block() doesn't care of merge so we need other
94          * approach in order to merge them. Isolation and free will make
95          * these pages to be merged.
96          */
97         if (PageBuddy(page)) {
98                 order = page_order(page);
99                 if (order >= pageblock_order) {
100                         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
101                         buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
102                         buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
103
104                         if (pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)) &&
105                             !is_migrate_isolate_page(buddy)) {
106                                 __isolate_free_page(page, order);
107                                 kernel_map_pages(page, (1 << order), 1);
108                                 set_page_refcounted(page);
109                                 isolated_page = page;
110                         }
111                 }
112         }
113
114         /*
115          * If we isolate freepage with more than pageblock_order, there
116          * should be no freepage in the range, so we could avoid costly
117          * pageblock scanning for freepage moving.
118          */
119         if (!isolated_page) {
120                 nr_pages = move_freepages_block(zone, page, migratetype);
121                 __mod_zone_freepage_state(zone, nr_pages, migratetype);
122         }
123         set_pageblock_migratetype(page, migratetype);
124         zone->nr_isolate_pageblock--;
125 out:
126         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
127         if (isolated_page)
128                 __free_pages(isolated_page, order);
129 }
130
131 static inline struct page *
132 __first_valid_page(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
133 {
134         int i;
135         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
136                 if (pfn_valid_within(pfn + i))
137                         break;
138         if (unlikely(i == nr_pages))
139                 return NULL;
140         return pfn_to_page(pfn + i);
141 }
142
143 /*
144  * start_isolate_page_range() -- make page-allocation-type of range of pages
145  * to be MIGRATE_ISOLATE.
146  * @start_pfn: The lower PFN of the range to be isolated.
147  * @end_pfn: The upper PFN of the range to be isolated.
148  * @migratetype: migrate type to set in error recovery.
149  *
150  * Making page-allocation-type to be MIGRATE_ISOLATE means free pages in
151  * the range will never be allocated. Any free pages and pages freed in the
152  * future will not be allocated again.
153  *
154  * start_pfn/end_pfn must be aligned to pageblock_order.
155  * Returns 0 on success and -EBUSY if any part of range cannot be isolated.
156  */
157 int start_isolate_page_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
158                              unsigned migratetype, bool skip_hwpoisoned_pages)
159 {
160         unsigned long pfn;
161         unsigned long undo_pfn;
162         struct page *page;
163
164         BUG_ON((start_pfn) & (pageblock_nr_pages - 1));
165         BUG_ON((end_pfn) & (pageblock_nr_pages - 1));
166
167         for (pfn = start_pfn;
168              pfn < end_pfn;
169              pfn += pageblock_nr_pages) {
170                 page = __first_valid_page(pfn, pageblock_nr_pages);
171                 if (page &&
172                     set_migratetype_isolate(page, skip_hwpoisoned_pages)) {
173                         undo_pfn = pfn;
174                         goto undo;
175                 }
176         }
177         return 0;
178 undo:
179         for (pfn = start_pfn;
180              pfn < undo_pfn;
181              pfn += pageblock_nr_pages)
182                 unset_migratetype_isolate(pfn_to_page(pfn), migratetype);
183
184         return -EBUSY;
185 }
186
187 /*
188  * Make isolated pages available again.
189  */
190 int undo_isolate_page_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
191                             unsigned migratetype)
192 {
193         unsigned long pfn;
194         struct page *page;
195         BUG_ON((start_pfn) & (pageblock_nr_pages - 1));
196         BUG_ON((end_pfn) & (pageblock_nr_pages - 1));
197         for (pfn = start_pfn;
198              pfn < end_pfn;
199              pfn += pageblock_nr_pages) {
200                 page = __first_valid_page(pfn, pageblock_nr_pages);
201                 if (!page || get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
202                         continue;
203                 unset_migratetype_isolate(page, migratetype);
204         }
205         return 0;
206 }
207 /*
208  * Test all pages in the range is free(means isolated) or not.
209  * all pages in [start_pfn...end_pfn) must be in the same zone.
210  * zone->lock must be held before call this.
211  *
212  * Returns 1 if all pages in the range are isolated.
213  */
214 static int
215 __test_page_isolated_in_pageblock(unsigned long pfn, unsigned long end_pfn,
216                                   bool skip_hwpoisoned_pages)
217 {
218         struct page *page;
219
220         while (pfn < end_pfn) {
221                 if (!pfn_valid_within(pfn)) {
222                         pfn++;
223                         continue;
224                 }
225                 page = pfn_to_page(pfn);
226                 if (PageBuddy(page)) {
227                         /*
228                          * If race between isolatation and allocation happens,
229                          * some free pages could be in MIGRATE_MOVABLE list
230                          * although pageblock's migratation type of the page
231                          * is MIGRATE_ISOLATE. Catch it and move the page into
232                          * MIGRATE_ISOLATE list.
233                          */
234                         if (get_freepage_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE) {
235                                 struct page *end_page;
236
237                                 end_page = page + (1 << page_order(page)) - 1;
238                                 move_freepages(page_zone(page), page, end_page,
239                                                 MIGRATE_ISOLATE);
240                         }
241                         pfn += 1 << page_order(page);
242                 }
243                 else if (page_count(page) == 0 &&
244                         get_freepage_migratetype(page) == MIGRATE_ISOLATE)
245                         pfn += 1;
246                 else if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page)) {
247                         /*
248                          * The HWPoisoned page may be not in buddy
249                          * system, and page_count() is not 0.
250                          */
251                         pfn++;
252                         continue;
253                 }
254                 else
255                         break;
256         }
257         if (pfn < end_pfn)
258                 return 0;
259         return 1;
260 }
261
262 int test_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
263                         bool skip_hwpoisoned_pages)
264 {
265         unsigned long pfn, flags;
266         struct page *page;
267         struct zone *zone;
268         int ret;
269
270         /*
271          * Note: pageblock_nr_pages != MAX_ORDER. Then, chunks of free pages
272          * are not aligned to pageblock_nr_pages.
273          * Then we just check migratetype first.
274          */
275         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
276                 page = __first_valid_page(pfn, pageblock_nr_pages);
277                 if (page && get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
278                         break;
279         }
280         page = __first_valid_page(start_pfn, end_pfn - start_pfn);
281         if ((pfn < end_pfn) || !page)
282                 return -EBUSY;
283         /* Check all pages are free or marked as ISOLATED */
284         zone = page_zone(page);
285         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
286         ret = __test_page_isolated_in_pageblock(start_pfn, end_pfn,
287                                                 skip_hwpoisoned_pages);
288         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
289         return ret ? 0 : -EBUSY;
290 }
291
292 struct page *alloc_migrate_target(struct page *page, unsigned long private,
293                                   int **resultp)
294 {
295         gfp_t gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE;
296
297         /*
298          * TODO: allocate a destination hugepage from a nearest neighbor node,
299          * accordance with memory policy of the user process if possible. For
300          * now as a simple work-around, we use the next node for destination.
301          */
302         if (PageHuge(page)) {
303                 nodemask_t src = nodemask_of_node(page_to_nid(page));
304                 nodemask_t dst;
305                 nodes_complement(dst, src);
306                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
307                                             next_node(page_to_nid(page), dst));
308         }
309
310         if (PageHighMem(page))
311                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
312
313         return alloc_page(gfp_mask);
314 }