0fa73b4d18b0f57e412cbe7581036bc16a31c2f3
[linux-2.6.git] / drivers / virtio / virtio_balloon.c
1 /* Virtio balloon implementation, inspired by Dor Loar and Marcelo
2  * Tosatti's implementations.
3  *
4  *  Copyright 2008 Rusty Russell IBM Corporation
5  *
6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  *  (at your option) any later version.
10  *
11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  *  GNU General Public License for more details.
15  *
16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
18  *  Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
19  */
20 //#define DEBUG
21 #include <linux/virtio.h>
22 #include <linux/virtio_balloon.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/kthread.h>
25 #include <linux/freezer.h>
26 #include <linux/delay.h>
27
28 struct virtio_balloon
29 {
30         struct virtio_device *vdev;
31         struct virtqueue *inflate_vq, *deflate_vq;
32
33         /* Where the ballooning thread waits for config to change. */
34         wait_queue_head_t config_change;
35
36         /* The thread servicing the balloon. */
37         struct task_struct *thread;
38
39         /* Waiting for host to ack the pages we released. */
40         struct completion acked;
41
42         /* Do we have to tell Host *before* we reuse pages? */
43         bool tell_host_first;
44
45         /* The pages we've told the Host we're not using. */
46         unsigned int num_pages;
47         struct list_head pages;
48
49         /* The array of pfns we tell the Host about. */
50         unsigned int num_pfns;
51         u32 pfns[256];
52 };
53
54 static struct virtio_device_id id_table[] = {
55         { VIRTIO_ID_BALLOON, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
56         { 0 },
57 };
58
59 static u32 page_to_balloon_pfn(struct page *page)
60 {
61         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
62
63         BUILD_BUG_ON(PAGE_SHIFT < VIRTIO_BALLOON_PFN_SHIFT);
64         /* Convert pfn from Linux page size to balloon page size. */
65         return pfn >> (PAGE_SHIFT - VIRTIO_BALLOON_PFN_SHIFT);
66 }
67
68 static void balloon_ack(struct virtqueue *vq)
69 {
70         struct virtio_balloon *vb;
71         unsigned int len;
72
73         vb = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len);
74         if (vb)
75                 complete(&vb->acked);
76 }
77
78 static void tell_host(struct virtio_balloon *vb, struct virtqueue *vq)
79 {
80         struct scatterlist sg;
81
82         sg_init_one(&sg, vb->pfns, sizeof(vb->pfns[0]) * vb->num_pfns);
83
84         init_completion(&vb->acked);
85
86         /* We should always be able to add one buffer to an empty queue. */
87         if (vq->vq_ops->add_buf(vq, &sg, 1, 0, vb) != 0)
88                 BUG();
89         vq->vq_ops->kick(vq);
90
91         /* When host has read buffer, this completes via balloon_ack */
92         wait_for_completion(&vb->acked);
93 }
94
95 static void fill_balloon(struct virtio_balloon *vb, size_t num)
96 {
97         /* We can only do one array worth at a time. */
98         num = min(num, ARRAY_SIZE(vb->pfns));
99
100         for (vb->num_pfns = 0; vb->num_pfns < num; vb->num_pfns++) {
101                 struct page *page = alloc_page(GFP_HIGHUSER | __GFP_NORETRY);
102                 if (!page) {
103                         if (printk_ratelimit())
104                                 dev_printk(KERN_INFO, &vb->vdev->dev,
105                                            "Out of puff! Can't get %zu pages\n",
106                                            num);
107                         /* Sleep for at least 1/5 of a second before retry. */
108                         msleep(200);
109                         break;
110                 }
111                 vb->pfns[vb->num_pfns] = page_to_balloon_pfn(page);
112                 totalram_pages--;
113                 vb->num_pages++;
114                 list_add(&page->lru, &vb->pages);
115         }
116
117         /* Didn't get any?  Oh well. */
118         if (vb->num_pfns == 0)
119                 return;
120
121         tell_host(vb, vb->inflate_vq);
122 }
123
124 static void release_pages_by_pfn(const u32 pfns[], unsigned int num)
125 {
126         unsigned int i;
127
128         for (i = 0; i < num; i++) {
129                 __free_page(pfn_to_page(pfns[i]));
130                 totalram_pages++;
131         }
132 }
133
134 static void leak_balloon(struct virtio_balloon *vb, size_t num)
135 {
136         struct page *page;
137
138         /* We can only do one array worth at a time. */
139         num = min(num, ARRAY_SIZE(vb->pfns));
140
141         for (vb->num_pfns = 0; vb->num_pfns < num; vb->num_pfns++) {
142                 page = list_first_entry(&vb->pages, struct page, lru);
143                 list_del(&page->lru);
144                 vb->pfns[vb->num_pfns] = page_to_balloon_pfn(page);
145                 vb->num_pages--;
146         }
147
148         if (vb->tell_host_first) {
149                 tell_host(vb, vb->deflate_vq);
150                 release_pages_by_pfn(vb->pfns, vb->num_pfns);
151         } else {
152                 release_pages_by_pfn(vb->pfns, vb->num_pfns);
153                 tell_host(vb, vb->deflate_vq);
154         }
155 }
156
157 static void virtballoon_changed(struct virtio_device *vdev)
158 {
159         struct virtio_balloon *vb = vdev->priv;
160
161         wake_up(&vb->config_change);
162 }
163
164 static inline s64 towards_target(struct virtio_balloon *vb)
165 {
166         u32 v;
167         vb->vdev->config->get(vb->vdev,
168                               offsetof(struct virtio_balloon_config, num_pages),
169                               &v, sizeof(v));
170         return (s64)v - vb->num_pages;
171 }
172
173 static void update_balloon_size(struct virtio_balloon *vb)
174 {
175         __le32 actual = cpu_to_le32(vb->num_pages);
176
177         vb->vdev->config->set(vb->vdev,
178                               offsetof(struct virtio_balloon_config, actual),
179                               &actual, sizeof(actual));
180 }
181
182 static int balloon(void *_vballoon)
183 {
184         struct virtio_balloon *vb = _vballoon;
185
186         set_freezable();
187         while (!kthread_should_stop()) {
188                 s64 diff;
189
190                 try_to_freeze();
191                 wait_event_interruptible(vb->config_change,
192                                          (diff = towards_target(vb)) != 0
193                                          || kthread_should_stop()
194                                          || freezing(current));
195                 if (diff > 0)
196                         fill_balloon(vb, diff);
197                 else if (diff < 0)
198                         leak_balloon(vb, -diff);
199                 update_balloon_size(vb);
200         }
201         return 0;
202 }
203
204 static int virtballoon_probe(struct virtio_device *vdev)
205 {
206         struct virtio_balloon *vb;
207         int err;
208
209         vdev->priv = vb = kmalloc(sizeof(*vb), GFP_KERNEL);
210         if (!vb) {
211                 err = -ENOMEM;
212                 goto out;
213         }
214
215         INIT_LIST_HEAD(&vb->pages);
216         vb->num_pages = 0;
217         init_waitqueue_head(&vb->config_change);
218         vb->vdev = vdev;
219
220         /* We expect two virtqueues. */
221         vb->inflate_vq = vdev->config->find_vq(vdev, 0, balloon_ack, "inflate");
222         if (IS_ERR(vb->inflate_vq)) {
223                 err = PTR_ERR(vb->inflate_vq);
224                 goto out_free_vb;
225         }
226
227         vb->deflate_vq = vdev->config->find_vq(vdev, 1, balloon_ack, "deflate");
228         if (IS_ERR(vb->deflate_vq)) {
229                 err = PTR_ERR(vb->deflate_vq);
230                 goto out_del_inflate_vq;
231         }
232
233         vb->thread = kthread_run(balloon, vb, "vballoon");
234         if (IS_ERR(vb->thread)) {
235                 err = PTR_ERR(vb->thread);
236                 goto out_del_deflate_vq;
237         }
238
239         vb->tell_host_first
240                 = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BALLOON_F_MUST_TELL_HOST);
241
242         return 0;
243
244 out_del_deflate_vq:
245         vdev->config->del_vq(vb->deflate_vq);
246 out_del_inflate_vq:
247         vdev->config->del_vq(vb->inflate_vq);
248 out_free_vb:
249         kfree(vb);
250 out:
251         return err;
252 }
253
254 static void virtballoon_remove(struct virtio_device *vdev)
255 {
256         struct virtio_balloon *vb = vdev->priv;
257
258         kthread_stop(vb->thread);
259
260         /* There might be pages left in the balloon: free them. */
261         while (vb->num_pages)
262                 leak_balloon(vb, vb->num_pages);
263
264         /* Now we reset the device so we can clean up the queues. */
265         vdev->config->reset(vdev);
266
267         vdev->config->del_vq(vb->deflate_vq);
268         vdev->config->del_vq(vb->inflate_vq);
269         kfree(vb);
270 }
271
272 static unsigned int features[] = { VIRTIO_BALLOON_F_MUST_TELL_HOST };
273
274 static struct virtio_driver virtio_balloon = {
275         .feature_table = features,
276         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
277         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
278         .driver.owner = THIS_MODULE,
279         .id_table =     id_table,
280         .probe =        virtballoon_probe,
281         .remove =       __devexit_p(virtballoon_remove),
282         .config_changed = virtballoon_changed,
283 };
284
285 static int __init init(void)
286 {
287         return register_virtio_driver(&virtio_balloon);
288 }
289
290 static void __exit fini(void)
291 {
292         unregister_virtio_driver(&virtio_balloon);
293 }
294 module_init(init);
295 module_exit(fini);
296
297 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
298 MODULE_DESCRIPTION("Virtio balloon driver");
299 MODULE_LICENSE("GPL");