mm/balloon_compaction.c

   1 /*
   2  * mm/balloon_compaction.c
   3  *
   4  * Common interface for making balloon pages movable by compaction.
   5  *
   6  * Copyright (C) 2012, Red Hat, Inc.  Rafael Aquini <aquini@redhat.com>
   7  */
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/slab.h>
  10 #include <linux/export.h>
  11 #include <linux/balloon_compaction.h>
  12
  13 /*
  14  * balloon_page_enqueue - allocates a new page and inserts it into the balloon
  15  *                        page list.
  16  * @b_dev_info: balloon device decriptor where we will insert a new page to
  17  *
  18  * Driver must call it to properly allocate a new enlisted balloon page
  19  * before definetively removing it from the guest system.
  20  * This function returns the page address for the recently enqueued page or
  21  * NULL in the case we fail to allocate a new page this turn.
  22  */
  23 struct page *balloon_page_enqueue(struct balloon_dev_info *b_dev_info)
  24 {
  25         unsigned long flags;
  26         struct page *page = alloc_page(balloon_mapping_gfp_mask() |
  27                                         __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY);
  28         if (!page)
  29                 return NULL;
  30
  31         /*
  32          * Block others from accessing the 'page' when we get around to
  33          * establishing additional references. We should be the only one
  34          * holding a reference to the 'page' at this point.
  35          */
  36         BUG_ON(!trylock_page(page));
  37         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
  38         balloon_page_insert(b_dev_info, page);
  39         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
  40         unlock_page(page);
  41         return page;
  42 }
  43 EXPORT_SYMBOL_GPL(balloon_page_enqueue);
  44
  45 /*
  46  * balloon_page_dequeue - removes a page from balloon's page list and returns
  47  *                        the its address to allow the driver release the page.
  48  * @b_dev_info: balloon device decriptor where we will grab a page from.
  49  *
  50  * Driver must call it to properly de-allocate a previous enlisted balloon page
  51  * before definetively releasing it back to the guest system.
  52  * This function returns the page address for the recently dequeued page or
  53  * NULL in the case we find balloon's page list temporarily empty due to
  54  * compaction isolated pages.
  55  */
  56 struct page *balloon_page_dequeue(struct balloon_dev_info *b_dev_info)
  57 {
  58         struct page *page, *tmp;
  59         unsigned long flags;
  60         bool dequeued_page;
  61
  62         dequeued_page = false;
  63         list_for_each_entry_safe(page, tmp, &b_dev_info->pages, lru) {
  64                 /*
  65                  * Block others from accessing the 'page' while we get around
  66                  * establishing additional references and preparing the 'page'
  67                  * to be released by the balloon driver.
  68                  */
  69                 if (trylock_page(page)) {
  70                         if (!PagePrivate(page)) {
  71                                 /* raced with isolation */
  72                                 unlock_page(page);
  73                                 continue;
  74                         }
  75                         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
  76                         balloon_page_delete(page);
  77                         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
  78                         unlock_page(page);
  79                         dequeued_page = true;
  80                         break;
  81                 }
  82         }
  83
  84         if (!dequeued_page) {
  85                 /*
  86                  * If we are unable to dequeue a balloon page because the page
  87                  * list is empty and there is no isolated pages, then something
  88                  * went out of track and some balloon pages are lost.
  89                  * BUG() here, otherwise the balloon driver may get stuck into
  90                  * an infinite loop while attempting to release all its pages.
  91                  */
  92                 spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
  93                 if (unlikely(list_empty(&b_dev_info->pages) &&
  94                              !b_dev_info->isolated_pages))
  95                         BUG();
  96                 spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
  97                 page = NULL;
  98         }
  99         return page;
 100 }
 101 EXPORT_SYMBOL_GPL(balloon_page_dequeue);
 102
 103 #ifdef CONFIG_BALLOON_COMPACTION
 104
 105 static inline void __isolate_balloon_page(struct page *page)
 106 {
 107         struct balloon_dev_info *b_dev_info = balloon_page_device(page);
 108         unsigned long flags;
 109
 110         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
 111         ClearPagePrivate(page);
 112         list_del(&page->lru);
 113         b_dev_info->isolated_pages++;
 114         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
 115 }
 116
 117 static inline void __putback_balloon_page(struct page *page)
 118 {
 119         struct balloon_dev_info *b_dev_info = balloon_page_device(page);
 120         unsigned long flags;
 121
 122         spin_lock_irqsave(&b_dev_info->pages_lock, flags);
 123         SetPagePrivate(page);
 124         list_add(&page->lru, &b_dev_info->pages);
 125         b_dev_info->isolated_pages--;
 126         spin_unlock_irqrestore(&b_dev_info->pages_lock, flags);
 127 }
 128
 129 /* __isolate_lru_page() counterpart for a ballooned page */
 130 bool balloon_page_isolate(struct page *page)
 131 {
 132         /*
 133          * Avoid burning cycles with pages that are yet under __free_pages(),
 134          * or just got freed under us.
 135          *
 136          * In case we 'win' a race for a balloon page being freed under us and
 137          * raise its refcount preventing __free_pages() from doing its job
 138          * the put_page() at the end of this block will take care of
 139          * release this page, thus avoiding a nasty leakage.
 140          */
 141         if (likely(get_page_unless_zero(page))) {
 142                 /*
 143                  * As balloon pages are not isolated from LRU lists, concurrent
 144                  * compaction threads can race against page migration functions
 145                  * as well as race against the balloon driver releasing a page.
 146                  *
 147                  * In order to avoid having an already isolated balloon page
 148                  * being (wrongly) re-isolated while it is under migration,
 149                  * or to avoid attempting to isolate pages being released by
 150                  * the balloon driver, lets be sure we have the page lock
 151                  * before proceeding with the balloon page isolation steps.
 152                  */
 153                 if (likely(trylock_page(page))) {
 154                         /*
 155                          * A ballooned page, by default, has PagePrivate set.
 156                          * Prevent concurrent compaction threads from isolating
 157                          * an already isolated balloon page by clearing it.
 158                          */
 159                         if (balloon_page_movable(page)) {
 160                                 __isolate_balloon_page(page);
 161                                 unlock_page(page);
 162                                 return true;
 163                         }
 164                         unlock_page(page);
 165                 }
 166                 put_page(page);
 167         }
 168         return false;
 169 }
 170
 171 /* putback_lru_page() counterpart for a ballooned page */
 172 void balloon_page_putback(struct page *page)
 173 {
 174         /*
 175          * 'lock_page()' stabilizes the page and prevents races against
 176          * concurrent isolation threads attempting to re-isolate it.
 177          */
 178         lock_page(page);
 179
 180         if (__is_movable_balloon_page(page)) {
 181                 __putback_balloon_page(page);
 182                 /* drop the extra ref count taken for page isolation */
 183                 put_page(page);
 184         } else {
 185                 WARN_ON(1);
 186                 dump_page(page, "not movable balloon page");
 187         }
 188         unlock_page(page);
 189 }
 190
 191 /* move_to_new_page() counterpart for a ballooned page */
 192 int balloon_page_migrate(struct page *newpage,
 193                          struct page *page, enum migrate_mode mode)
 194 {
 195         struct balloon_dev_info *balloon = balloon_page_device(page);
 196         int rc = -EAGAIN;
 197
 198         /*
 199          * Block others from accessing the 'newpage' when we get around to
 200          * establishing additional references. We should be the only one
 201          * holding a reference to the 'newpage' at this point.
 202          */
 203         BUG_ON(!trylock_page(newpage));
 204
 205         if (WARN_ON(!__is_movable_balloon_page(page))) {
 206                 dump_page(page, "not movable balloon page");
 207                 unlock_page(newpage);
 208                 return rc;
 209         }
 210
 211         if (balloon && balloon->migratepage)
 212                 rc = balloon->migratepage(balloon, newpage, page, mode);
 213
 214         unlock_page(newpage);
 215         return rc;
 216 }
 217 #endif /* CONFIG_BALLOON_COMPACTION */