Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / mm / page_isolation.c
diff --git a/kernel/mm/page_isolation.c b/kernel/mm/page_isolation.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..303c908
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,314 @@
+/*
+ * linux/mm/page_isolation.c
+ */
+
+#include <linux/mm.h>
+#include <linux/page-isolation.h>
+#include <linux/pageblock-flags.h>
+#include <linux/memory.h>
+#include <linux/hugetlb.h>
+#include "internal.h"
+
+int set_migratetype_isolate(struct page *page, bool skip_hwpoisoned_pages)
+{
+       struct zone *zone;
+       unsigned long flags, pfn;
+       struct memory_isolate_notify arg;
+       int notifier_ret;
+       int ret = -EBUSY;
+
+       zone = page_zone(page);
+
+       spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
+
+       pfn = page_to_pfn(page);
+       arg.start_pfn = pfn;
+       arg.nr_pages = pageblock_nr_pages;
+       arg.pages_found = 0;
+
+       /*
+        * It may be possible to isolate a pageblock even if the
+        * migratetype is not MIGRATE_MOVABLE. The memory isolation
+        * notifier chain is used by balloon drivers to return the
+        * number of pages in a range that are held by the balloon
+        * driver to shrink memory. If all the pages are accounted for
+        * by balloons, are free, or on the LRU, isolation can continue.
+        * Later, for example, when memory hotplug notifier runs, these
+        * pages reported as "can be isolated" should be isolated(freed)
+        * by the balloon driver through the memory notifier chain.
+        */
+       notifier_ret = memory_isolate_notify(MEM_ISOLATE_COUNT, &arg);
+       notifier_ret = notifier_to_errno(notifier_ret);
+       if (notifier_ret)
+               goto out;
+       /*
+        * FIXME: Now, memory hotplug doesn't call shrink_slab() by itself.
+        * We just check MOVABLE pages.
+        */
+       if (!has_unmovable_pages(zone, page, arg.pages_found,
+                                skip_hwpoisoned_pages))
+               ret = 0;
+
+       /*
+        * immobile means "not-on-lru" paes. If immobile is larger than
+        * removable-by-driver pages reported by notifier, we'll fail.
+        */
+
+out:
+       if (!ret) {
+               unsigned long nr_pages;
+               int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);
+
+               set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
+               zone->nr_isolate_pageblock++;
+               nr_pages = move_freepages_block(zone, page, MIGRATE_ISOLATE);
+
+               __mod_zone_freepage_state(zone, -nr_pages, migratetype);
+       }
+
+       spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
+       if (!ret)
+               drain_all_pages(zone);
+       return ret;
+}
+
+void unset_migratetype_isolate(struct page *page, unsigned migratetype)
+{
+       struct zone *zone;
+       unsigned long flags, nr_pages;
+       struct page *isolated_page = NULL;
+       unsigned int order;
+       unsigned long page_idx, buddy_idx;
+       struct page *buddy;
+
+       zone = page_zone(page);
+       spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
+       if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
+               goto out;
+
+       /*
+        * Because freepage with more than pageblock_order on isolated
+        * pageblock is restricted to merge due to freepage counting problem,
+        * it is possible that there is free buddy page.
+        * move_freepages_block() doesn't care of merge so we need other
+        * approach in order to merge them. Isolation and free will make
+        * these pages to be merged.
+        */
+       if (PageBuddy(page)) {
+               order = page_order(page);
+               if (order >= pageblock_order) {
+                       page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
+                       buddy_idx = __find_buddy_index(page_idx, order);
+                       buddy = page + (buddy_idx - page_idx);
+
+                       if (pfn_valid_within(page_to_pfn(buddy)) &&
+                           !is_migrate_isolate_page(buddy)) {
+                               __isolate_free_page(page, order);
+                               kernel_map_pages(page, (1 << order), 1);
+                               set_page_refcounted(page);
+                               isolated_page = page;
+                       }
+               }
+       }
+
+       /*
+        * If we isolate freepage with more than pageblock_order, there
+        * should be no freepage in the range, so we could avoid costly
+        * pageblock scanning for freepage moving.
+        */
+       if (!isolated_page) {
+               nr_pages = move_freepages_block(zone, page, migratetype);
+               __mod_zone_freepage_state(zone, nr_pages, migratetype);
+       }
+       set_pageblock_migratetype(page, migratetype);
+       zone->nr_isolate_pageblock--;
+out:
+       spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
+       if (isolated_page)
+               __free_pages(isolated_page, order);
+}
+
+static inline struct page *
+__first_valid_page(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
+{
+       int i;
+       for (i = 0; i < nr_pages; i++)
+               if (pfn_valid_within(pfn + i))
+                       break;
+       if (unlikely(i == nr_pages))
+               return NULL;
+       return pfn_to_page(pfn + i);
+}
+
+/*
+ * start_isolate_page_range() -- make page-allocation-type of range of pages
+ * to be MIGRATE_ISOLATE.
+ * @start_pfn: The lower PFN of the range to be isolated.
+ * @end_pfn: The upper PFN of the range to be isolated.
+ * @migratetype: migrate type to set in error recovery.
+ *
+ * Making page-allocation-type to be MIGRATE_ISOLATE means free pages in
+ * the range will never be allocated. Any free pages and pages freed in the
+ * future will not be allocated again.
+ *
+ * start_pfn/end_pfn must be aligned to pageblock_order.
+ * Returns 0 on success and -EBUSY if any part of range cannot be isolated.
+ */
+int start_isolate_page_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
+                            unsigned migratetype, bool skip_hwpoisoned_pages)
+{
+       unsigned long pfn;
+       unsigned long undo_pfn;
+       struct page *page;
+
+       BUG_ON((start_pfn) & (pageblock_nr_pages - 1));
+       BUG_ON((end_pfn) & (pageblock_nr_pages - 1));
+
+       for (pfn = start_pfn;
+            pfn < end_pfn;
+            pfn += pageblock_nr_pages) {
+               page = __first_valid_page(pfn, pageblock_nr_pages);
+               if (page &&
+                   set_migratetype_isolate(page, skip_hwpoisoned_pages)) {
+                       undo_pfn = pfn;
+                       goto undo;
+               }
+       }
+       return 0;
+undo:
+       for (pfn = start_pfn;
+            pfn < undo_pfn;
+            pfn += pageblock_nr_pages)
+               unset_migratetype_isolate(pfn_to_page(pfn), migratetype);
+
+       return -EBUSY;
+}
+
+/*
+ * Make isolated pages available again.
+ */
+int undo_isolate_page_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
+                           unsigned migratetype)
+{
+       unsigned long pfn;
+       struct page *page;
+       BUG_ON((start_pfn) & (pageblock_nr_pages - 1));
+       BUG_ON((end_pfn) & (pageblock_nr_pages - 1));
+       for (pfn = start_pfn;
+            pfn < end_pfn;
+            pfn += pageblock_nr_pages) {
+               page = __first_valid_page(pfn, pageblock_nr_pages);
+               if (!page || get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
+                       continue;
+               unset_migratetype_isolate(page, migratetype);
+       }
+       return 0;
+}
+/*
+ * Test all pages in the range is free(means isolated) or not.
+ * all pages in [start_pfn...end_pfn) must be in the same zone.
+ * zone->lock must be held before call this.
+ *
+ * Returns 1 if all pages in the range are isolated.
+ */
+static int
+__test_page_isolated_in_pageblock(unsigned long pfn, unsigned long end_pfn,
+                                 bool skip_hwpoisoned_pages)
+{
+       struct page *page;
+
+       while (pfn < end_pfn) {
+               if (!pfn_valid_within(pfn)) {
+                       pfn++;
+                       continue;
+               }
+               page = pfn_to_page(pfn);
+               if (PageBuddy(page)) {
+                       /*
+                        * If race between isolatation and allocation happens,
+                        * some free pages could be in MIGRATE_MOVABLE list
+                        * although pageblock's migratation type of the page
+                        * is MIGRATE_ISOLATE. Catch it and move the page into
+                        * MIGRATE_ISOLATE list.
+                        */
+                       if (get_freepage_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE) {
+                               struct page *end_page;
+
+                               end_page = page + (1 << page_order(page)) - 1;
+                               move_freepages(page_zone(page), page, end_page,
+                                               MIGRATE_ISOLATE);
+                       }
+                       pfn += 1 << page_order(page);
+               }
+               else if (page_count(page) == 0 &&
+                       get_freepage_migratetype(page) == MIGRATE_ISOLATE)
+                       pfn += 1;
+               else if (skip_hwpoisoned_pages && PageHWPoison(page)) {
+                       /*
+                        * The HWPoisoned page may be not in buddy
+                        * system, and page_count() is not 0.
+                        */
+                       pfn++;
+                       continue;
+               }
+               else
+                       break;
+       }
+       if (pfn < end_pfn)
+               return 0;
+       return 1;
+}
+
+int test_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
+                       bool skip_hwpoisoned_pages)
+{
+       unsigned long pfn, flags;
+       struct page *page;
+       struct zone *zone;
+       int ret;
+
+       /*
+        * Note: pageblock_nr_pages != MAX_ORDER. Then, chunks of free pages
+        * are not aligned to pageblock_nr_pages.
+        * Then we just check migratetype first.
+        */
+       for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pageblock_nr_pages) {
+               page = __first_valid_page(pfn, pageblock_nr_pages);
+               if (page && get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
+                       break;
+       }
+       page = __first_valid_page(start_pfn, end_pfn - start_pfn);
+       if ((pfn < end_pfn) || !page)
+               return -EBUSY;
+       /* Check all pages are free or marked as ISOLATED */
+       zone = page_zone(page);
+       spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
+       ret = __test_page_isolated_in_pageblock(start_pfn, end_pfn,
+                                               skip_hwpoisoned_pages);
+       spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
+       return ret ? 0 : -EBUSY;
+}
+
+struct page *alloc_migrate_target(struct page *page, unsigned long private,
+                                 int **resultp)
+{
+       gfp_t gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE;
+
+       /*
+        * TODO: allocate a destination hugepage from a nearest neighbor node,
+        * accordance with memory policy of the user process if possible. For
+        * now as a simple work-around, we use the next node for destination.
+        */
+       if (PageHuge(page)) {
+               nodemask_t src = nodemask_of_node(page_to_nid(page));
+               nodemask_t dst;
+               nodes_complement(dst, src);
+               return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
+                                           next_node(page_to_nid(page), dst));
+       }
+
+       if (PageHighMem(page))
+               gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
+
+       return alloc_page(gfp_mask);
+}