ubifs: Set s_uuid in super block to support ima/evm uuid options
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / page_reporting.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 #include <linux/mm.h>
3 #include <linux/mmzone.h>
4 #include <linux/page_reporting.h>
5 #include <linux/gfp.h>
6 #include <linux/export.h>
7 #include <linux/delay.h>
8 #include <linux/scatterlist.h>
9
10 #include "page_reporting.h"
11 #include "internal.h"
12
13 #define PAGE_REPORTING_DELAY    (2 * HZ)
14 static struct page_reporting_dev_info __rcu *pr_dev_info __read_mostly;
15
16 enum {
17         PAGE_REPORTING_IDLE = 0,
18         PAGE_REPORTING_REQUESTED,
19         PAGE_REPORTING_ACTIVE
20 };
21
22 /* request page reporting */
23 static void
24 __page_reporting_request(struct page_reporting_dev_info *prdev)
25 {
26         unsigned int state;
27
28         /* Check to see if we are in desired state */
29         state = atomic_read(&prdev->state);
30         if (state == PAGE_REPORTING_REQUESTED)
31                 return;
32
33         /*
34          *  If reporting is already active there is nothing we need to do.
35          *  Test against 0 as that represents PAGE_REPORTING_IDLE.
36          */
37         state = atomic_xchg(&prdev->state, PAGE_REPORTING_REQUESTED);
38         if (state != PAGE_REPORTING_IDLE)
39                 return;
40
41         /*
42          * Delay the start of work to allow a sizable queue to build. For
43          * now we are limiting this to running no more than once every
44          * couple of seconds.
45          */
46         schedule_delayed_work(&prdev->work, PAGE_REPORTING_DELAY);
47 }
48
49 /* notify prdev of free page reporting request */
50 void __page_reporting_notify(void)
51 {
52         struct page_reporting_dev_info *prdev;
53
54         /*
55          * We use RCU to protect the pr_dev_info pointer. In almost all
56          * cases this should be present, however in the unlikely case of
57          * a shutdown this will be NULL and we should exit.
58          */
59         rcu_read_lock();
60         prdev = rcu_dereference(pr_dev_info);
61         if (likely(prdev))
62                 __page_reporting_request(prdev);
63
64         rcu_read_unlock();
65 }
66
67 static void
68 page_reporting_drain(struct page_reporting_dev_info *prdev,
69                      struct scatterlist *sgl, unsigned int nents, bool reported)
70 {
71         struct scatterlist *sg = sgl;
72
73         /*
74          * Drain the now reported pages back into their respective
75          * free lists/areas. We assume at least one page is populated.
76          */
77         do {
78                 struct page *page = sg_page(sg);
79                 int mt = get_pageblock_migratetype(page);
80                 unsigned int order = get_order(sg->length);
81
82                 __putback_isolated_page(page, order, mt);
83
84                 /* If the pages were not reported due to error skip flagging */
85                 if (!reported)
86                         continue;
87
88                 /*
89                  * If page was not comingled with another page we can
90                  * consider the result to be "reported" since the page
91                  * hasn't been modified, otherwise we will need to
92                  * report on the new larger page when we make our way
93                  * up to that higher order.
94                  */
95                 if (PageBuddy(page) && buddy_order(page) == order)
96                         __SetPageReported(page);
97         } while ((sg = sg_next(sg)));
98
99         /* reinitialize scatterlist now that it is empty */
100         sg_init_table(sgl, nents);
101 }
102
103 /*
104  * The page reporting cycle consists of 4 stages, fill, report, drain, and
105  * idle. We will cycle through the first 3 stages until we cannot obtain a
106  * full scatterlist of pages, in that case we will switch to idle.
107  */
108 static int
109 page_reporting_cycle(struct page_reporting_dev_info *prdev, struct zone *zone,
110                      unsigned int order, unsigned int mt,
111                      struct scatterlist *sgl, unsigned int *offset)
112 {
113         struct free_area *area = &zone->free_area[order];
114         struct list_head *list = &area->free_list[mt];
115         unsigned int page_len = PAGE_SIZE << order;
116         struct page *page, *next;
117         long budget;
118         int err = 0;
119
120         /*
121          * Perform early check, if free area is empty there is
122          * nothing to process so we can skip this free_list.
123          */
124         if (list_empty(list))
125                 return err;
126
127         spin_lock_irq(&zone->lock);
128
129         /*
130          * Limit how many calls we will be making to the page reporting
131          * device for this list. By doing this we avoid processing any
132          * given list for too long.
133          *
134          * The current value used allows us enough calls to process over a
135          * sixteenth of the current list plus one additional call to handle
136          * any pages that may have already been present from the previous
137          * list processed. This should result in us reporting all pages on
138          * an idle system in about 30 seconds.
139          *
140          * The division here should be cheap since PAGE_REPORTING_CAPACITY
141          * should always be a power of 2.
142          */
143         budget = DIV_ROUND_UP(area->nr_free, PAGE_REPORTING_CAPACITY * 16);
144
145         /* loop through free list adding unreported pages to sg list */
146         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
147                 /* We are going to skip over the reported pages. */
148                 if (PageReported(page))
149                         continue;
150
151                 /*
152                  * If we fully consumed our budget then update our
153                  * state to indicate that we are requesting additional
154                  * processing and exit this list.
155                  */
156                 if (budget < 0) {
157                         atomic_set(&prdev->state, PAGE_REPORTING_REQUESTED);
158                         next = page;
159                         break;
160                 }
161
162                 /* Attempt to pull page from list and place in scatterlist */
163                 if (*offset) {
164                         if (!__isolate_free_page(page, order)) {
165                                 next = page;
166                                 break;
167                         }
168
169                         /* Add page to scatter list */
170                         --(*offset);
171                         sg_set_page(&sgl[*offset], page, page_len, 0);
172
173                         continue;
174                 }
175
176                 /*
177                  * Make the first non-reported page in the free list
178                  * the new head of the free list before we release the
179                  * zone lock.
180                  */
181                 if (!list_is_first(&page->lru, list))
182                         list_rotate_to_front(&page->lru, list);
183
184                 /* release lock before waiting on report processing */
185                 spin_unlock_irq(&zone->lock);
186
187                 /* begin processing pages in local list */
188                 err = prdev->report(prdev, sgl, PAGE_REPORTING_CAPACITY);
189
190                 /* reset offset since the full list was reported */
191                 *offset = PAGE_REPORTING_CAPACITY;
192
193                 /* update budget to reflect call to report function */
194                 budget--;
195
196                 /* reacquire zone lock and resume processing */
197                 spin_lock_irq(&zone->lock);
198
199                 /* flush reported pages from the sg list */
200                 page_reporting_drain(prdev, sgl, PAGE_REPORTING_CAPACITY, !err);
201
202                 /*
203                  * Reset next to first entry, the old next isn't valid
204                  * since we dropped the lock to report the pages
205                  */
206                 next = list_first_entry(list, struct page, lru);
207
208                 /* exit on error */
209                 if (err)
210                         break;
211         }
212
213         /* Rotate any leftover pages to the head of the freelist */
214         if (!list_entry_is_head(next, list, lru) && !list_is_first(&next->lru, list))
215                 list_rotate_to_front(&next->lru, list);
216
217         spin_unlock_irq(&zone->lock);
218
219         return err;
220 }
221
222 static int
223 page_reporting_process_zone(struct page_reporting_dev_info *prdev,
224                             struct scatterlist *sgl, struct zone *zone)
225 {
226         unsigned int order, mt, leftover, offset = PAGE_REPORTING_CAPACITY;
227         unsigned long watermark;
228         int err = 0;
229
230         /* Generate minimum watermark to be able to guarantee progress */
231         watermark = low_wmark_pages(zone) +
232                     (PAGE_REPORTING_CAPACITY << PAGE_REPORTING_MIN_ORDER);
233
234         /*
235          * Cancel request if insufficient free memory or if we failed
236          * to allocate page reporting statistics for the zone.
237          */
238         if (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, ALLOC_CMA))
239                 return err;
240
241         /* Process each free list starting from lowest order/mt */
242         for (order = PAGE_REPORTING_MIN_ORDER; order < MAX_ORDER; order++) {
243                 for (mt = 0; mt < MIGRATE_TYPES; mt++) {
244                         /* We do not pull pages from the isolate free list */
245                         if (is_migrate_isolate(mt))
246                                 continue;
247
248                         err = page_reporting_cycle(prdev, zone, order, mt,
249                                                    sgl, &offset);
250                         if (err)
251                                 return err;
252                 }
253         }
254
255         /* report the leftover pages before going idle */
256         leftover = PAGE_REPORTING_CAPACITY - offset;
257         if (leftover) {
258                 sgl = &sgl[offset];
259                 err = prdev->report(prdev, sgl, leftover);
260
261                 /* flush any remaining pages out from the last report */
262                 spin_lock_irq(&zone->lock);
263                 page_reporting_drain(prdev, sgl, leftover, !err);
264                 spin_unlock_irq(&zone->lock);
265         }
266
267         return err;
268 }
269
270 static void page_reporting_process(struct work_struct *work)
271 {
272         struct delayed_work *d_work = to_delayed_work(work);
273         struct page_reporting_dev_info *prdev =
274                 container_of(d_work, struct page_reporting_dev_info, work);
275         int err = 0, state = PAGE_REPORTING_ACTIVE;
276         struct scatterlist *sgl;
277         struct zone *zone;
278
279         /*
280          * Change the state to "Active" so that we can track if there is
281          * anyone requests page reporting after we complete our pass. If
282          * the state is not altered by the end of the pass we will switch
283          * to idle and quit scheduling reporting runs.
284          */
285         atomic_set(&prdev->state, state);
286
287         /* allocate scatterlist to store pages being reported on */
288         sgl = kmalloc_array(PAGE_REPORTING_CAPACITY, sizeof(*sgl), GFP_KERNEL);
289         if (!sgl)
290                 goto err_out;
291
292         sg_init_table(sgl, PAGE_REPORTING_CAPACITY);
293
294         for_each_zone(zone) {
295                 err = page_reporting_process_zone(prdev, sgl, zone);
296                 if (err)
297                         break;
298         }
299
300         kfree(sgl);
301 err_out:
302         /*
303          * If the state has reverted back to requested then there may be
304          * additional pages to be processed. We will defer for 2s to allow
305          * more pages to accumulate.
306          */
307         state = atomic_cmpxchg(&prdev->state, state, PAGE_REPORTING_IDLE);
308         if (state == PAGE_REPORTING_REQUESTED)
309                 schedule_delayed_work(&prdev->work, PAGE_REPORTING_DELAY);
310 }
311
312 static DEFINE_MUTEX(page_reporting_mutex);
313 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(page_reporting_enabled);
314
315 int page_reporting_register(struct page_reporting_dev_info *prdev)
316 {
317         int err = 0;
318
319         mutex_lock(&page_reporting_mutex);
320
321         /* nothing to do if already in use */
322         if (rcu_access_pointer(pr_dev_info)) {
323                 err = -EBUSY;
324                 goto err_out;
325         }
326
327         /* initialize state and work structures */
328         atomic_set(&prdev->state, PAGE_REPORTING_IDLE);
329         INIT_DELAYED_WORK(&prdev->work, &page_reporting_process);
330
331         /* Begin initial flush of zones */
332         __page_reporting_request(prdev);
333
334         /* Assign device to allow notifications */
335         rcu_assign_pointer(pr_dev_info, prdev);
336
337         /* enable page reporting notification */
338         if (!static_key_enabled(&page_reporting_enabled)) {
339                 static_branch_enable(&page_reporting_enabled);
340                 pr_info("Free page reporting enabled\n");
341         }
342 err_out:
343         mutex_unlock(&page_reporting_mutex);
344
345         return err;
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_reporting_register);
348
349 void page_reporting_unregister(struct page_reporting_dev_info *prdev)
350 {
351         mutex_lock(&page_reporting_mutex);
352
353         if (rcu_access_pointer(pr_dev_info) == prdev) {
354                 /* Disable page reporting notification */
355                 RCU_INIT_POINTER(pr_dev_info, NULL);
356                 synchronize_rcu();
357
358                 /* Flush any existing work, and lock it out */
359                 cancel_delayed_work_sync(&prdev->work);
360         }
361
362         mutex_unlock(&page_reporting_mutex);
363 }
364 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_reporting_unregister);