mm/page_idle.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <linux/init.h>
   3 #include <linux/memblock.h>
   4 #include <linux/fs.h>
   5 #include <linux/sysfs.h>
   6 #include <linux/kobject.h>
   7 #include <linux/memory_hotplug.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/mmzone.h>
  10 #include <linux/pagemap.h>
  11 #include <linux/rmap.h>
  12 #include <linux/mmu_notifier.h>
  13 #include <linux/page_ext.h>
  14 #include <linux/page_idle.h>
  15
  16 #define BITMAP_CHUNK_SIZE       sizeof(u64)
  17 #define BITMAP_CHUNK_BITS       (BITMAP_CHUNK_SIZE * BITS_PER_BYTE)
  18
  19 /*
  20  * Idle page tracking only considers user memory pages, for other types of
  21  * pages the idle flag is always unset and an attempt to set it is silently
  22  * ignored.
  23  *
  24  * We treat a page as a user memory page if it is on an LRU list, because it is
  25  * always safe to pass such a page to rmap_walk(), which is essential for idle
  26  * page tracking. With such an indicator of user pages we can skip isolated
  27  * pages, but since there are not usually many of them, it will hardly affect
  28  * the overall result.
  29  *
  30  * This function tries to get a user memory page by pfn as described above.
  31  */
  32 static struct page *page_idle_get_page(unsigned long pfn)
  33 {
  34         struct page *page = pfn_to_online_page(pfn);
  35
  36         if (!page || !PageLRU(page) ||
  37             !get_page_unless_zero(page))
  38                 return NULL;
  39
  40         if (unlikely(!PageLRU(page))) {
  41                 put_page(page);
  42                 page = NULL;
  43         }
  44         return page;
  45 }
  46
  47 static bool page_idle_clear_pte_refs_one(struct page *page,
  48                                         struct vm_area_struct *vma,
  49                                         unsigned long addr, void *arg)
  50 {
  51         DEFINE_PAGE_VMA_WALK(pvmw, page, vma, addr, 0);
  52         bool referenced = false;
  53
  54         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
  55                 addr = pvmw.address;
  56                 if (pvmw.pte) {
  57                         /*
  58                          * For PTE-mapped THP, one sub page is referenced,
  59                          * the whole THP is referenced.
  60                          */
  61                         if (ptep_clear_young_notify(vma, addr, pvmw.pte))
  62                                 referenced = true;
  63                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
  64                         if (pmdp_clear_young_notify(vma, addr, pvmw.pmd))
  65                                 referenced = true;
  66                 } else {
  67                         /* unexpected pmd-mapped page? */
  68                         WARN_ON_ONCE(1);
  69                 }
  70         }
  71
  72         if (referenced) {
  73                 clear_page_idle(page);
  74                 /*
  75                  * We cleared the referenced bit in a mapping to this page. To
  76                  * avoid interference with page reclaim, mark it young so that
  77                  * page_referenced() will return > 0.
  78                  */
  79                 set_page_young(page);
  80         }
  81         return true;
  82 }
  83
  84 static void page_idle_clear_pte_refs(struct page *page)
  85 {
  86         /*
  87          * Since rwc.arg is unused, rwc is effectively immutable, so we
  88          * can make it static const to save some cycles and stack.
  89          */
  90         static const struct rmap_walk_control rwc = {
  91                 .rmap_one = page_idle_clear_pte_refs_one,
  92                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
  93         };
  94         bool need_lock;
  95
  96         if (!page_mapped(page) ||
  97             !page_rmapping(page))
  98                 return;
  99
 100         need_lock = !PageAnon(page) || PageKsm(page);
 101         if (need_lock && !trylock_page(page))
 102                 return;
 103
 104         rmap_walk(page, (struct rmap_walk_control *)&rwc);
 105
 106         if (need_lock)
 107                 unlock_page(page);
 108 }
 109
 110 static ssize_t page_idle_bitmap_read(struct file *file, struct kobject *kobj,
 111                                      struct bin_attribute *attr, char *buf,
 112                                      loff_t pos, size_t count)
 113 {
 114         u64 *out = (u64 *)buf;
 115         struct page *page;
 116         unsigned long pfn, end_pfn;
 117         int bit;
 118
 119         if (pos % BITMAP_CHUNK_SIZE || count % BITMAP_CHUNK_SIZE)
 120                 return -EINVAL;
 121
 122         pfn = pos * BITS_PER_BYTE;
 123         if (pfn >= max_pfn)
 124                 return 0;
 125
 126         end_pfn = pfn + count * BITS_PER_BYTE;
 127         if (end_pfn > max_pfn)
 128                 end_pfn = max_pfn;
 129
 130         for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
 131                 bit = pfn % BITMAP_CHUNK_BITS;
 132                 if (!bit)
 133                         *out = 0ULL;
 134                 page = page_idle_get_page(pfn);
 135                 if (page) {
 136                         if (page_is_idle(page)) {
 137                                 /*
 138                                  * The page might have been referenced via a
 139                                  * pte, in which case it is not idle. Clear
 140                                  * refs and recheck.
 141                                  */
 142                                 page_idle_clear_pte_refs(page);
 143                                 if (page_is_idle(page))
 144                                         *out |= 1ULL << bit;
 145                         }
 146                         put_page(page);
 147                 }
 148                 if (bit == BITMAP_CHUNK_BITS - 1)
 149                         out++;
 150                 cond_resched();
 151         }
 152         return (char *)out - buf;
 153 }
 154
 155 static ssize_t page_idle_bitmap_write(struct file *file, struct kobject *kobj,
 156                                       struct bin_attribute *attr, char *buf,
 157                                       loff_t pos, size_t count)
 158 {
 159         const u64 *in = (u64 *)buf;
 160         struct page *page;
 161         unsigned long pfn, end_pfn;
 162         int bit;
 163
 164         if (pos % BITMAP_CHUNK_SIZE || count % BITMAP_CHUNK_SIZE)
 165                 return -EINVAL;
 166
 167         pfn = pos * BITS_PER_BYTE;
 168         if (pfn >= max_pfn)
 169                 return -ENXIO;
 170
 171         end_pfn = pfn + count * BITS_PER_BYTE;
 172         if (end_pfn > max_pfn)
 173                 end_pfn = max_pfn;
 174
 175         for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
 176                 bit = pfn % BITMAP_CHUNK_BITS;
 177                 if ((*in >> bit) & 1) {
 178                         page = page_idle_get_page(pfn);
 179                         if (page) {
 180                                 page_idle_clear_pte_refs(page);
 181                                 set_page_idle(page);
 182                                 put_page(page);
 183                         }
 184                 }
 185                 if (bit == BITMAP_CHUNK_BITS - 1)
 186                         in++;
 187                 cond_resched();
 188         }
 189         return (char *)in - buf;
 190 }
 191
 192 static struct bin_attribute page_idle_bitmap_attr =
 193                 __BIN_ATTR(bitmap, 0600,
 194                            page_idle_bitmap_read, page_idle_bitmap_write, 0);
 195
 196 static struct bin_attribute *page_idle_bin_attrs[] = {
 197         &page_idle_bitmap_attr,
 198         NULL,
 199 };
 200
 201 static const struct attribute_group page_idle_attr_group = {
 202         .bin_attrs = page_idle_bin_attrs,
 203         .name = "page_idle",
 204 };
 205
 206 static int __init page_idle_init(void)
 207 {
 208         int err;
 209
 210         err = sysfs_create_group(mm_kobj, &page_idle_attr_group);
 211         if (err) {
 212                 pr_err("page_idle: register sysfs failed\n");
 213                 return err;
 214         }
 215         return 0;
 216 }
 217 subsys_initcall(page_idle_init);