Quelle  page_idle.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#include <linux/init.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/kobject.h>
#include <linux/memory_hotplug.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/mmzone.h>
#include <linux/pagemap.h>
#include <linux/rmap.h>
#include <linux/mmu_notifier.h>
#include <linux/page_ext.h>
#include <linux/page_idle.h>

#include "internal.h"

#define BITMAP_CHUNK_SIZE sizeof(u64)
#define BITMAP_CHUNK_BITS (BITMAP_CHUNK_SIZE * BITS_PER_BYTE)

/*
 * Idle page tracking only considers user memory pages, for other types of
 * pages the idle flag is always unset and an attempt to set it is silently
 * ignored.
 *
 * We treat a page as a user memory page if it is on an LRU list, because it is
 * always safe to pass such a page to rmap_walk(), which is essential for idle
 * page tracking. With such an indicator of user pages we can skip isolated
 * pages, but since there are not usually many of them, it will hardly affect
 * the overall result.
 *
 * This function tries to get a user memory page by pfn as described above.
 */
static struct folio *page_idle_get_folio(unsigned long pfn)
{
 struct page *page = pfn_to_online_page(pfn);
 struct folio *folio;

 if (!page || PageTail(page))
  return NULL;

 folio = page_folio(page);
 if (!folio_test_lru(folio) || !folio_try_get(folio))
  return NULL;
 if (unlikely(page_folio(page) != folio || !folio_test_lru(folio))) {
  folio_put(folio);
  folio = NULL;
 }
 return folio;
}

static bool page_idle_clear_pte_refs_one(struct folio *folio,
     struct vm_area_struct *vma,
     unsigned long addr, void *arg)
{
 DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, addr, 0);
 bool referenced = false;

 while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
  addr = pvmw.address;
  if (pvmw.pte) {
   /*
    * For PTE-mapped THP, one sub page is referenced,
    * the whole THP is referenced.
    *
    * PFN swap PTEs, such as device-exclusive ones, that
    * actually map pages are "old" from a CPU perspective.
    * The MMU notifier takes care of any device aspects.
 */
   if (likely(pte_present(ptep_get(pvmw.pte))))
    referenced |= ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pvmw.pte);
   referenced |= mmu_notifier_clear_young(vma->vm_mm, addr, addr + PAGE_SIZE);
  } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
   if (pmdp_clear_young_notify(vma, addr, pvmw.pmd))
    referenced = true;
  } else {
   /* unexpected pmd-mapped page? */
   WARN_ON_ONCE(1);
  }
 }

 if (referenced) {
  folio_clear_idle(folio);
  /*
   * We cleared the referenced bit in a mapping to this page. To
   * avoid interference with page reclaim, mark it young so that
   * folio_referenced() will return > 0.
 */
  folio_set_young(folio);
 }
 return true;
}

static void page_idle_clear_pte_refs(struct folio *folio)
{
 /*
  * Since rwc.try_lock is unused, rwc is effectively immutable, so we
  * can make it static to save some cycles and stack.
 */
 static struct rmap_walk_control rwc = {
  .rmap_one = page_idle_clear_pte_refs_one,
  .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
 };
 bool need_lock;

 if (!folio_mapped(folio) || !folio_raw_mapping(folio))
  return;

 need_lock = !folio_test_anon(folio) || folio_test_ksm(folio);
 if (need_lock && !folio_trylock(folio))
  return;

 rmap_walk(folio, &rwc);

 if (need_lock)
  folio_unlock(folio);
}

static ssize_t page_idle_bitmap_read(struct file *file, struct kobject *kobj,
         const struct bin_attribute *attr, char *buf,
         loff_t pos, size_t count)
{
 u64 *out = (u64 *)buf;
 struct folio *folio;
 unsigned long pfn, end_pfn;
 int bit;

 if (pos % BITMAP_CHUNK_SIZE || count % BITMAP_CHUNK_SIZE)
  return -EINVAL;

 pfn = pos * BITS_PER_BYTE;
 if (pfn >= max_pfn)
  return 0;

 end_pfn = pfn + count * BITS_PER_BYTE;
 if (end_pfn > max_pfn)
  end_pfn = max_pfn;

 for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
  bit = pfn % BITMAP_CHUNK_BITS;
  if (!bit)
   *out = 0ULL;
  folio = page_idle_get_folio(pfn);
  if (folio) {
   if (folio_test_idle(folio)) {
    /*
     * The page might have been referenced via a
     * pte, in which case it is not idle. Clear
     * refs and recheck.
 */
    page_idle_clear_pte_refs(folio);
    if (folio_test_idle(folio))
     *out |= 1ULL << bit;
   }
   folio_put(folio);
  }
  if (bit == BITMAP_CHUNK_BITS - 1)
   out++;
  cond_resched();
 }
 return (char *)out - buf;
}

static ssize_t page_idle_bitmap_write(struct file *file, struct kobject *kobj,
          const struct bin_attribute *attr, char *buf,
          loff_t pos, size_t count)
{
 const u64 *in = (u64 *)buf;
 struct folio *folio;
 unsigned long pfn, end_pfn;
 int bit;

 if (pos % BITMAP_CHUNK_SIZE || count % BITMAP_CHUNK_SIZE)
  return -EINVAL;

 pfn = pos * BITS_PER_BYTE;
 if (pfn >= max_pfn)
  return -ENXIO;

 end_pfn = pfn + count * BITS_PER_BYTE;
 if (end_pfn > max_pfn)
  end_pfn = max_pfn;

 for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
  bit = pfn % BITMAP_CHUNK_BITS;
  if ((*in >> bit) & 1) {
   folio = page_idle_get_folio(pfn);
   if (folio) {
    page_idle_clear_pte_refs(folio);
    folio_set_idle(folio);
    folio_put(folio);
   }
  }
  if (bit == BITMAP_CHUNK_BITS - 1)
   in++;
  cond_resched();
 }
 return (char *)in - buf;
}

static const struct bin_attribute page_idle_bitmap_attr =
  __BIN_ATTR(bitmap, 0600,
      page_idle_bitmap_read, page_idle_bitmap_write, 0);

static const struct bin_attribute *const page_idle_bin_attrs[] = {
 &page_idle_bitmap_attr,
 NULL,
};

static const struct attribute_group page_idle_attr_group = {
 .bin_attrs = page_idle_bin_attrs,
 .name = "page_idle",
};

static int __init page_idle_init(void)
{
 int err;

 err = sysfs_create_group(mm_kobj, &page_idle_attr_group);
 if (err) {
  pr_err("page_idle: register sysfs failed\n");
  return err;
 }
 return 0;
}
subsys_initcall(page_idle_init);