Update to 3.4-final.
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / drivers / virtio / virtio_balloon.c
index 3978923..8807fe5 100644 (file)
@@ -1,4 +1,5 @@
-/* Virtio balloon implementation, inspired by Dor Loar and Marcelo
+/*
+ * Virtio balloon implementation, inspired by Dor Laor and Marcelo
  * Tosatti's implementations.
  *
  *  Copyright 2008 Rusty Russell IBM Corporation
  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  *  Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  */
-//#define DEBUG
+
 #include <linux/virtio.h>
 #include <linux/virtio_balloon.h>
 #include <linux/swap.h>
 #include <linux/kthread.h>
 #include <linux/freezer.h>
 #include <linux/delay.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/module.h>
+
+/*
+ * Balloon device works in 4K page units.  So each page is pointed to by
+ * multiple balloon pages.  All memory counters in this driver are in balloon
+ * page units.
+ */
+#define VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE (PAGE_SIZE >> VIRTIO_BALLOON_PFN_SHIFT)
 
 struct virtio_balloon
 {
        struct virtio_device *vdev;
-       struct virtqueue *inflate_vq, *deflate_vq;
+       struct virtqueue *inflate_vq, *deflate_vq, *stats_vq;
 
        /* Where the ballooning thread waits for config to change. */
        wait_queue_head_t config_change;
@@ -39,16 +49,22 @@ struct virtio_balloon
        /* Waiting for host to ack the pages we released. */
        struct completion acked;
 
-       /* Do we have to tell Host *before* we reuse pages? */
-       bool tell_host_first;
-
-       /* The pages we've told the Host we're not using. */
+       /* Number of balloon pages we've told the Host we're not using. */
        unsigned int num_pages;
+       /*
+        * The pages we've told the Host we're not using.
+        * Each page on this list adds VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE
+        * to num_pages above.
+        */
        struct list_head pages;
 
        /* The array of pfns we tell the Host about. */
        unsigned int num_pfns;
        u32 pfns[256];
+
+       /* Memory statistics */
+       int need_stats_update;
+       struct virtio_balloon_stat stats[VIRTIO_BALLOON_S_NR];
 };
 
 static struct virtio_device_id id_table[] = {
@@ -62,7 +78,13 @@ static u32 page_to_balloon_pfn(struct page *page)
 
        BUILD_BUG_ON(PAGE_SHIFT < VIRTIO_BALLOON_PFN_SHIFT);
        /* Convert pfn from Linux page size to balloon page size. */
-       return pfn >> (PAGE_SHIFT - VIRTIO_BALLOON_PFN_SHIFT);
+       return pfn * VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE;
+}
+
+static struct page *balloon_pfn_to_page(u32 pfn)
+{
+       BUG_ON(pfn % VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE);
+       return pfn_to_page(pfn / VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE);
 }
 
 static void balloon_ack(struct virtqueue *vq)
@@ -70,7 +92,7 @@ static void balloon_ack(struct virtqueue *vq)
        struct virtio_balloon *vb;
        unsigned int len;
 
-       vb = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len);
+       vb = virtqueue_get_buf(vq, &len);
        if (vb)
                complete(&vb->acked);
 }
@@ -84,21 +106,33 @@ static void tell_host(struct virtio_balloon *vb, struct virtqueue *vq)
        init_completion(&vb->acked);
 
        /* We should always be able to add one buffer to an empty queue. */
-       if (vq->vq_ops->add_buf(vq, &sg, 1, 0, vb) < 0)
+       if (virtqueue_add_buf(vq, &sg, 1, 0, vb, GFP_KERNEL) < 0)
                BUG();
-       vq->vq_ops->kick(vq);
+       virtqueue_kick(vq);
 
        /* When host has read buffer, this completes via balloon_ack */
        wait_for_completion(&vb->acked);
 }
 
+static void set_page_pfns(u32 pfns[], struct page *page)
+{
+       unsigned int i;
+
+       /* Set balloon pfns pointing at this page.
+        * Note that the first pfn points at start of the page. */
+       for (i = 0; i < VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE; i++)
+               pfns[i] = page_to_balloon_pfn(page) + i;
+}
+
 static void fill_balloon(struct virtio_balloon *vb, size_t num)
 {
        /* We can only do one array worth at a time. */
        num = min(num, ARRAY_SIZE(vb->pfns));
 
-       for (vb->num_pfns = 0; vb->num_pfns < num; vb->num_pfns++) {
-               struct page *page = alloc_page(GFP_HIGHUSER | __GFP_NORETRY);
+       for (vb->num_pfns = 0; vb->num_pfns < num;
+            vb->num_pfns += VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE) {
+               struct page *page = alloc_page(GFP_HIGHUSER | __GFP_NORETRY |
+                                       __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
                if (!page) {
                        if (printk_ratelimit())
                                dev_printk(KERN_INFO, &vb->vdev->dev,
@@ -108,9 +142,9 @@ static void fill_balloon(struct virtio_balloon *vb, size_t num)
                        msleep(200);
                        break;
                }
-               vb->pfns[vb->num_pfns] = page_to_balloon_pfn(page);
+               set_page_pfns(vb->pfns + vb->num_pfns, page);
+               vb->num_pages += VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE;
                totalram_pages--;
-               vb->num_pages++;
                list_add(&page->lru, &vb->pages);
        }
 
@@ -125,8 +159,9 @@ static void release_pages_by_pfn(const u32 pfns[], unsigned int num)
 {
        unsigned int i;
 
-       for (i = 0; i < num; i++) {
-               __free_page(pfn_to_page(pfns[i]));
+       /* Find pfns pointing at start of each page, get pages and free them. */
+       for (i = 0; i < num; i += VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE) {
+               __free_page(balloon_pfn_to_page(pfns[i]));
                totalram_pages++;
        }
 }
@@ -138,20 +173,87 @@ static void leak_balloon(struct virtio_balloon *vb, size_t num)
        /* We can only do one array worth at a time. */
        num = min(num, ARRAY_SIZE(vb->pfns));
 
-       for (vb->num_pfns = 0; vb->num_pfns < num; vb->num_pfns++) {
+       for (vb->num_pfns = 0; vb->num_pfns < num;
+            vb->num_pfns += VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE) {
                page = list_first_entry(&vb->pages, struct page, lru);
                list_del(&page->lru);
-               vb->pfns[vb->num_pfns] = page_to_balloon_pfn(page);
-               vb->num_pages--;
+               set_page_pfns(vb->pfns + vb->num_pfns, page);
+               vb->num_pages -= VIRTIO_BALLOON_PAGES_PER_PAGE;
        }
 
-       if (vb->tell_host_first) {
-               tell_host(vb, vb->deflate_vq);
-               release_pages_by_pfn(vb->pfns, vb->num_pfns);
-       } else {
-               release_pages_by_pfn(vb->pfns, vb->num_pfns);
-               tell_host(vb, vb->deflate_vq);
-       }
+       /*
+        * Note that if
+        * virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BALLOON_F_MUST_TELL_HOST);
+        * is true, we *have* to do it in this order
+        */
+       tell_host(vb, vb->deflate_vq);
+       release_pages_by_pfn(vb->pfns, vb->num_pfns);
+}
+
+static inline void update_stat(struct virtio_balloon *vb, int idx,
+                              u16 tag, u64 val)
+{
+       BUG_ON(idx >= VIRTIO_BALLOON_S_NR);
+       vb->stats[idx].tag = tag;
+       vb->stats[idx].val = val;
+}
+
+#define pages_to_bytes(x) ((u64)(x) << PAGE_SHIFT)
+
+static void update_balloon_stats(struct virtio_balloon *vb)
+{
+       unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
+       struct sysinfo i;
+       int idx = 0;
+
+       all_vm_events(events);
+       si_meminfo(&i);
+
+       update_stat(vb, idx++, VIRTIO_BALLOON_S_SWAP_IN,
+                               pages_to_bytes(events[PSWPIN]));
+       update_stat(vb, idx++, VIRTIO_BALLOON_S_SWAP_OUT,
+                               pages_to_bytes(events[PSWPOUT]));
+       update_stat(vb, idx++, VIRTIO_BALLOON_S_MAJFLT, events[PGMAJFAULT]);
+       update_stat(vb, idx++, VIRTIO_BALLOON_S_MINFLT, events[PGFAULT]);
+       update_stat(vb, idx++, VIRTIO_BALLOON_S_MEMFREE,
+                               pages_to_bytes(i.freeram));
+       update_stat(vb, idx++, VIRTIO_BALLOON_S_MEMTOT,
+                               pages_to_bytes(i.totalram));
+}
+
+/*
+ * While most virtqueues communicate guest-initiated requests to the hypervisor,
+ * the stats queue operates in reverse.  The driver initializes the virtqueue
+ * with a single buffer.  From that point forward, all conversations consist of
+ * a hypervisor request (a call to this function) which directs us to refill
+ * the virtqueue with a fresh stats buffer.  Since stats collection can sleep,
+ * we notify our kthread which does the actual work via stats_handle_request().
+ */
+static void stats_request(struct virtqueue *vq)
+{
+       struct virtio_balloon *vb;
+       unsigned int len;
+
+       vb = virtqueue_get_buf(vq, &len);
+       if (!vb)
+               return;
+       vb->need_stats_update = 1;
+       wake_up(&vb->config_change);
+}
+
+static void stats_handle_request(struct virtio_balloon *vb)
+{
+       struct virtqueue *vq;
+       struct scatterlist sg;
+
+       vb->need_stats_update = 0;
+       update_balloon_stats(vb);
+
+       vq = vb->stats_vq;
+       sg_init_one(&sg, vb->stats, sizeof(vb->stats));
+       if (virtqueue_add_buf(vq, &sg, 1, 0, vb, GFP_KERNEL) < 0)
+               BUG();
+       virtqueue_kick(vq);
 }
 
 static void virtballoon_changed(struct virtio_device *vdev)
@@ -163,11 +265,14 @@ static void virtballoon_changed(struct virtio_device *vdev)
 
 static inline s64 towards_target(struct virtio_balloon *vb)
 {
-       u32 v;
+       __le32 v;
+       s64 target;
+
        vb->vdev->config->get(vb->vdev,
                              offsetof(struct virtio_balloon_config, num_pages),
                              &v, sizeof(v));
-       return (s64)v - vb->num_pages;
+       target = le32_to_cpu(v);
+       return target - vb->num_pages;
 }
 
 static void update_balloon_size(struct virtio_balloon *vb)
@@ -190,8 +295,11 @@ static int balloon(void *_vballoon)
                try_to_freeze();
                wait_event_interruptible(vb->config_change,
                                         (diff = towards_target(vb)) != 0
+                                        || vb->need_stats_update
                                         || kthread_should_stop()
                                         || freezing(current));
+               if (vb->need_stats_update)
+                       stats_handle_request(vb);
                if (diff > 0)
                        fill_balloon(vb, diff);
                else if (diff < 0)
@@ -201,12 +309,44 @@ static int balloon(void *_vballoon)
        return 0;
 }
 
+static int init_vqs(struct virtio_balloon *vb)
+{
+       struct virtqueue *vqs[3];
+       vq_callback_t *callbacks[] = { balloon_ack, balloon_ack, stats_request };
+       const char *names[] = { "inflate", "deflate", "stats" };
+       int err, nvqs;
+
+       /*
+        * We expect two virtqueues: inflate and deflate, and
+        * optionally stat.
+        */
+       nvqs = virtio_has_feature(vb->vdev, VIRTIO_BALLOON_F_STATS_VQ) ? 3 : 2;
+       err = vb->vdev->config->find_vqs(vb->vdev, nvqs, vqs, callbacks, names);
+       if (err)
+               return err;
+
+       vb->inflate_vq = vqs[0];
+       vb->deflate_vq = vqs[1];
+       if (virtio_has_feature(vb->vdev, VIRTIO_BALLOON_F_STATS_VQ)) {
+               struct scatterlist sg;
+               vb->stats_vq = vqs[2];
+
+               /*
+                * Prime this virtqueue with one buffer so the hypervisor can
+                * use it to signal us later.
+                */
+               sg_init_one(&sg, vb->stats, sizeof vb->stats);
+               if (virtqueue_add_buf(vb->stats_vq, &sg, 1, 0, vb, GFP_KERNEL)
+                   < 0)
+                       BUG();
+               virtqueue_kick(vb->stats_vq);
+       }
+       return 0;
+}
+
 static int virtballoon_probe(struct virtio_device *vdev)
 {
        struct virtio_balloon *vb;
-       struct virtqueue *vqs[2];
-       vq_callback_t *callbacks[] = { balloon_ack, balloon_ack };
-       const char *names[] = { "inflate", "deflate" };
        int err;
 
        vdev->priv = vb = kmalloc(sizeof(*vb), GFP_KERNEL);
@@ -219,24 +359,18 @@ static int virtballoon_probe(struct virtio_device *vdev)
        vb->num_pages = 0;
        init_waitqueue_head(&vb->config_change);
        vb->vdev = vdev;
+       vb->need_stats_update = 0;
 
-       /* We expect two virtqueues. */
-       err = vdev->config->find_vqs(vdev, 2, vqs, callbacks, names);
+       err = init_vqs(vb);
        if (err)
                goto out_free_vb;
 
-       vb->inflate_vq = vqs[0];
-       vb->deflate_vq = vqs[1];
-
        vb->thread = kthread_run(balloon, vb, "vballoon");
        if (IS_ERR(vb->thread)) {
                err = PTR_ERR(vb->thread);
                goto out_del_vqs;
        }
 
-       vb->tell_host_first
-               = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BALLOON_F_MUST_TELL_HOST);
-
        return 0;
 
 out_del_vqs:
@@ -247,7 +381,7 @@ out:
        return err;
 }
 
-static void virtballoon_remove(struct virtio_device *vdev)
+static void __devexit virtballoon_remove(struct virtio_device *vdev)
 {
        struct virtio_balloon *vb = vdev->priv;
 
@@ -256,6 +390,7 @@ static void virtballoon_remove(struct virtio_device *vdev)
        /* There might be pages left in the balloon: free them. */
        while (vb->num_pages)
                leak_balloon(vb, vb->num_pages);
+       update_balloon_size(vb);
 
        /* Now we reset the device so we can clean up the queues. */
        vdev->config->reset(vdev);
@@ -264,9 +399,52 @@ static void virtballoon_remove(struct virtio_device *vdev)
        kfree(vb);
 }
 
-static unsigned int features[] = { VIRTIO_BALLOON_F_MUST_TELL_HOST };
+#ifdef CONFIG_PM
+static int virtballoon_freeze(struct virtio_device *vdev)
+{
+       struct virtio_balloon *vb = vdev->priv;
+
+       /*
+        * The kthread is already frozen by the PM core before this
+        * function is called.
+        */
+
+       while (vb->num_pages)
+               leak_balloon(vb, vb->num_pages);
+       update_balloon_size(vb);
+
+       /* Ensure we don't get any more requests from the host */
+       vdev->config->reset(vdev);
+       vdev->config->del_vqs(vdev);
+       return 0;
+}
+
+static int restore_common(struct virtio_device *vdev)
+{
+       struct virtio_balloon *vb = vdev->priv;
+       int ret;
+
+       ret = init_vqs(vdev->priv);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       fill_balloon(vb, towards_target(vb));
+       update_balloon_size(vb);
+       return 0;
+}
+
+static int virtballoon_restore(struct virtio_device *vdev)
+{
+       return restore_common(vdev);
+}
+#endif
+
+static unsigned int features[] = {
+       VIRTIO_BALLOON_F_MUST_TELL_HOST,
+       VIRTIO_BALLOON_F_STATS_VQ,
+};
 
-static struct virtio_driver virtio_balloon = {
+static struct virtio_driver virtio_balloon_driver = {
        .feature_table = features,
        .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
        .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
@@ -275,16 +453,20 @@ static struct virtio_driver virtio_balloon = {
        .probe =        virtballoon_probe,
        .remove =       __devexit_p(virtballoon_remove),
        .config_changed = virtballoon_changed,
+#ifdef CONFIG_PM
+       .freeze =       virtballoon_freeze,
+       .restore =      virtballoon_restore,
+#endif
 };
 
 static int __init init(void)
 {
-       return register_virtio_driver(&virtio_balloon);
+       return register_virtio_driver(&virtio_balloon_driver);
 }
 
 static void __exit fini(void)
 {
-       unregister_virtio_driver(&virtio_balloon);
+       unregister_virtio_driver(&virtio_balloon_driver);
 }
 module_init(init);
 module_exit(fini);