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