mm/migrate.c

   1 /*
   2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migrate.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
   5  *
   6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
   7  * project. The main authors of the migration code are:
   8  *
   9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
  10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
  11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
  12  * Christoph Lameter
  13  */
  14
  15 #include <linux/migrate.h>
  16 #include <linux/export.h>
  17 #include <linux/swap.h>
  18 #include <linux/swapops.h>
  19 #include <linux/pagemap.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/mm_inline.h>
  22 #include <linux/nsproxy.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/ksm.h>
  25 #include <linux/rmap.h>
  26 #include <linux/topology.h>
  27 #include <linux/cpu.h>
  28 #include <linux/cpuset.h>
  29 #include <linux/writeback.h>
  30 #include <linux/mempolicy.h>
  31 #include <linux/vmalloc.h>
  32 #include <linux/security.h>
  33 #include <linux/syscalls.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/hugetlb_cgroup.h>
  36 #include <linux/gfp.h>
  37 #include <linux/balloon_compaction.h>
  38 #include <linux/mmu_notifier.h>
  39 #include <linux/page_idle.h>
  40
  41 #include <asm/tlbflush.h>
  42
  43 #define CREATE_TRACE_POINTS
  44 #include <trace/events/migrate.h>
  45
  46 #include "internal.h"
  47
  48 /*
  49  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
  50  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
  51  * undesirable, use migrate_prep_local()
  52  */
  53 int migrate_prep(void)
  54 {
  55         /*
  56          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
  57          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
  58          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
  59          * pages that may be busy.
  60          */
  61         lru_add_drain_all();
  62
  63         return 0;
  64 }
  65
  66 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
  67 int migrate_prep_local(void)
  68 {
  69         lru_add_drain();
  70
  71         return 0;
  72 }
  73
  74 /*
  75  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
  76  * from where they were once taken off for compaction/migration.
  77  *
  78  * This function shall be used whenever the isolated pageset has been
  79  * built from lru, balloon, hugetlbfs page. See isolate_migratepages_range()
  80  * and isolate_huge_page().
  81  */
  82 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
  83 {
  84         struct page *page;
  85         struct page *page2;
  86
  87         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
  88                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
  89                         putback_active_hugepage(page);
  90                         continue;
  91                 }
  92                 list_del(&page->lru);
  93                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
  94                                 page_is_file_cache(page));
  95                 if (unlikely(isolated_balloon_page(page)))
  96                         balloon_page_putback(page);
  97                 else
  98                         putback_lru_page(page);
  99         }
 100 }
 101
 102 /*
 103  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
 104  */
 105 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
 106                                  unsigned long addr, void *old)
 107 {
 108         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 109         swp_entry_t entry;
 110         pmd_t *pmd;
 111         pte_t *ptep, pte;
 112         spinlock_t *ptl;
 113
 114         if (unlikely(PageHuge(new))) {
 115                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
 116                 if (!ptep)
 117                         goto out;
 118                 ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, ptep);
 119         } else {
 120                 pmd = mm_find_pmd(mm, addr);
 121                 if (!pmd)
 122                         goto out;
 123
 124                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 125
 126                 /*
 127                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
 128                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
 129                  */
 130
 131                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 132         }
 133
 134         spin_lock(ptl);
 135         pte = *ptep;
 136         if (!is_swap_pte(pte))
 137                 goto unlock;
 138
 139         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 140
 141         if (!is_migration_entry(entry) ||
 142             migration_entry_to_page(entry) != old)
 143                 goto unlock;
 144
 145         get_page(new);
 146         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
 147         if (pte_swp_soft_dirty(*ptep))
 148                 pte = pte_mksoft_dirty(pte);
 149
 150         /* Recheck VMA as permissions can change since migration started  */
 151         if (is_write_migration_entry(entry))
 152                 pte = maybe_mkwrite(pte, vma);
 153
 154 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 155         if (PageHuge(new)) {
 156                 pte = pte_mkhuge(pte);
 157                 pte = arch_make_huge_pte(pte, vma, new, 0);
 158         }
 159 #endif
 160         flush_dcache_page(new);
 161         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
 162
 163         if (PageHuge(new)) {
 164                 if (PageAnon(new))
 165                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
 166                 else
 167                         page_dup_rmap(new);
 168         } else if (PageAnon(new))
 169                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
 170         else
 171                 page_add_file_rmap(new);
 172
 173         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 174                 mlock_vma_page(new);
 175
 176         /* No need to invalidate - it was non-present before */
 177         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
 178 unlock:
 179         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 180 out:
 181         return SWAP_AGAIN;
 182 }
 183
 184 /*
 185  * Get rid of all migration entries and replace them by
 186  * references to the indicated page.
 187  */
 188 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 189 {
 190         struct rmap_walk_control rwc = {
 191                 .rmap_one = remove_migration_pte,
 192                 .arg = old,
 193         };
 194
 195         rmap_walk(new, &rwc);
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Something used the pte of a page under migration. We need to
 200  * get to the page and wait until migration is finished.
 201  * When we return from this function the fault will be retried.
 202  */
 203 void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
 204                                 spinlock_t *ptl)
 205 {
 206         pte_t pte;
 207         swp_entry_t entry;
 208         struct page *page;
 209
 210         spin_lock(ptl);
 211         pte = *ptep;
 212         if (!is_swap_pte(pte))
 213                 goto out;
 214
 215         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 216         if (!is_migration_entry(entry))
 217                 goto out;
 218
 219         page = migration_entry_to_page(entry);
 220
 221         /*
 222          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
 223          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
 224          * against a page without get_page().
 225          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
 226          * will occur again.
 227          */
 228         if (!get_page_unless_zero(page))
 229                 goto out;
 230         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 231         wait_on_page_locked(page);
 232         put_page(page);
 233         return;
 234 out:
 235         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 236 }
 237
 238 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
 239                                 unsigned long address)
 240 {
 241         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 242         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
 243         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
 244 }
 245
 246 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma,
 247                 struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 248 {
 249         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, pte);
 250         __migration_entry_wait(mm, pte, ptl);
 251 }
 252
 253 #ifdef CONFIG_BLOCK
 254 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
 255 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
 256                                                         enum migrate_mode mode)
 257 {
 258         struct buffer_head *bh = head;
 259
 260         /* Simple case, sync compaction */
 261         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
 262                 do {
 263                         get_bh(bh);
 264                         lock_buffer(bh);
 265                         bh = bh->b_this_page;
 266
 267                 } while (bh != head);
 268
 269                 return true;
 270         }
 271
 272         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
 273         do {
 274                 get_bh(bh);
 275                 if (!trylock_buffer(bh)) {
 276                         /*
 277                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
 278                          * async migration. Release the taken locks
 279                          */
 280                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
 281                         put_bh(failed_bh);
 282                         bh = head;
 283                         while (bh != failed_bh) {
 284                                 unlock_buffer(bh);
 285                                 put_bh(bh);
 286                                 bh = bh->b_this_page;
 287                         }
 288                         return false;
 289                 }
 290
 291                 bh = bh->b_this_page;
 292         } while (bh != head);
 293         return true;
 294 }
 295 #else
 296 static inline bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
 297                                                         enum migrate_mode mode)
 298 {
 299         return true;
 300 }
 301 #endif /* CONFIG_BLOCK */
 302
 303 /*
 304  * Replace the page in the mapping.
 305  *
 306  * The number of remaining references must be:
 307  * 1 for anonymous pages without a mapping
 308  * 2 for pages with a mapping
 309  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
 310  */
 311 int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 312                 struct page *newpage, struct page *page,
 313                 struct buffer_head *head, enum migrate_mode mode,
 314                 int extra_count)
 315 {
 316         int expected_count = 1 + extra_count;
 317         void **pslot;
 318
 319         if (!mapping) {
 320                 /* Anonymous page without mapping */
 321                 if (page_count(page) != expected_count)
 322                         return -EAGAIN;
 323                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 324         }
 325
 326         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 327
 328         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 329                                         page_index(page));
 330
 331         expected_count += 1 + page_has_private(page);
 332         if (page_count(page) != expected_count ||
 333                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
 334                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 335                 return -EAGAIN;
 336         }
 337
 338         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 339                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 340                 return -EAGAIN;
 341         }
 342
 343         /*
 344          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
 345          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
 346          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
 347          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
 348          * block waiting on other references to be dropped.
 349          */
 350         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
 351                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
 352                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
 353                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 354                 return -EAGAIN;
 355         }
 356
 357         /*
 358          * Now we know that no one else is looking at the page.
 359          */
 360         get_page(newpage);      /* add cache reference */
 361         if (PageSwapCache(page)) {
 362                 SetPageSwapCache(newpage);
 363                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 364         }
 365
 366         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 367
 368         /*
 369          * Drop cache reference from old page by unfreezing
 370          * to one less reference.
 371          * We know this isn't the last reference.
 372          */
 373         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
 374
 375         /*
 376          * If moved to a different zone then also account
 377          * the page for that zone. Other VM counters will be
 378          * taken care of when we establish references to the
 379          * new page and drop references to the old page.
 380          *
 381          * Note that anonymous pages are accounted for
 382          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
 383          * are mapped to swap space.
 384          */
 385         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
 386         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
 387         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
 388                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
 389                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
 390         }
 391         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 392
 393         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 394 }
 395
 396 /*
 397  * The expected number of remaining references is the same as that
 398  * of migrate_page_move_mapping().
 399  */
 400 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 401                                    struct page *newpage, struct page *page)
 402 {
 403         int expected_count;
 404         void **pslot;
 405
 406         if (!mapping) {
 407                 if (page_count(page) != 1)
 408                         return -EAGAIN;
 409                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 410         }
 411
 412         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 413
 414         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 415                                         page_index(page));
 416
 417         expected_count = 2 + page_has_private(page);
 418         if (page_count(page) != expected_count ||
 419                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
 420                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 421                 return -EAGAIN;
 422         }
 423
 424         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 425                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 426                 return -EAGAIN;
 427         }
 428
 429         get_page(newpage);
 430
 431         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 432
 433         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
 434
 435         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 436         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 437 }
 438
 439 /*
 440  * Gigantic pages are so large that we do not guarantee that page++ pointer
 441  * arithmetic will work across the entire page.  We need something more
 442  * specialized.
 443  */
 444 static void __copy_gigantic_page(struct page *dst, struct page *src,
 445                                 int nr_pages)
 446 {
 447         int i;
 448         struct page *dst_base = dst;
 449         struct page *src_base = src;
 450
 451         for (i = 0; i < nr_pages; ) {
 452                 cond_resched();
 453                 copy_highpage(dst, src);
 454
 455                 i++;
 456                 dst = mem_map_next(dst, dst_base, i);
 457                 src = mem_map_next(src, src_base, i);
 458         }
 459 }
 460
 461 static void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src)
 462 {
 463         int i;
 464         int nr_pages;
 465
 466         if (PageHuge(src)) {
 467                 /* hugetlbfs page */
 468                 struct hstate *h = page_hstate(src);
 469                 nr_pages = pages_per_huge_page(h);
 470
 471                 if (unlikely(nr_pages > MAX_ORDER_NR_PAGES)) {
 472                         __copy_gigantic_page(dst, src, nr_pages);
 473                         return;
 474                 }
 475         } else {
 476                 /* thp page */
 477                 BUG_ON(!PageTransHuge(src));
 478                 nr_pages = hpage_nr_pages(src);
 479         }
 480
 481         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 482                 cond_resched();
 483                 copy_highpage(dst + i, src + i);
 484         }
 485 }
 486
 487 /*
 488  * Copy the page to its new location
 489  */
 490 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
 491 {
 492         int cpupid;
 493
 494         if (PageHuge(page) || PageTransHuge(page))
 495                 copy_huge_page(newpage, page);
 496         else
 497                 copy_highpage(newpage, page);
 498
 499         if (PageError(page))
 500                 SetPageError(newpage);
 501         if (PageReferenced(page))
 502                 SetPageReferenced(newpage);
 503         if (PageUptodate(page))
 504                 SetPageUptodate(newpage);
 505         if (TestClearPageActive(page)) {
 506                 VM_BUG_ON_PAGE(PageUnevictable(page), page);
 507                 SetPageActive(newpage);
 508         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
 509                 SetPageUnevictable(newpage);
 510         if (PageChecked(page))
 511                 SetPageChecked(newpage);
 512         if (PageMappedToDisk(page))
 513                 SetPageMappedToDisk(newpage);
 514
 515         if (PageDirty(page)) {
 516                 clear_page_dirty_for_io(page);
 517                 /*
 518                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
 519                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
 520                  * but we can't use set_page_dirty because that function
 521                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
 522                  * Whereas only part of our page may be dirty.
 523                  */
 524                 if (PageSwapBacked(page))
 525                         SetPageDirty(newpage);
 526                 else
 527                         __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
 528         }
 529
 530         if (page_is_young(page))
 531                 set_page_young(newpage);
 532         if (page_is_idle(page))
 533                 set_page_idle(newpage);
 534
 535         /*
 536          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
 537          * future migrations of this same page.
 538          */
 539         cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, -1);
 540         page_cpupid_xchg_last(newpage, cpupid);
 541
 542         ksm_migrate_page(newpage, page);
 543         /*
 544          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
 545          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
 546          */
 547         if (PageSwapCache(page))
 548                 ClearPageSwapCache(page);
 549         ClearPagePrivate(page);
 550         set_page_private(page, 0);
 551
 552         /*
 553          * If any waiters have accumulated on the new page then
 554          * wake them up.
 555          */
 556         if (PageWriteback(newpage))
 557                 end_page_writeback(newpage);
 558 }
 559
 560 /************************************************************
 561  *                    Migration functions
 562  ***********************************************************/
 563
 564 /*
 565  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
 566  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
 567  *
 568  * Pages are locked upon entry and exit.
 569  */
 570 int migrate_page(struct address_space *mapping,
 571                 struct page *newpage, struct page *page,
 572                 enum migrate_mode mode)
 573 {
 574         int rc;
 575
 576         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
 577
 578         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode, 0);
 579
 580         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 581                 return rc;
 582
 583         migrate_page_copy(newpage, page);
 584         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 585 }
 586 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
 587
 588 #ifdef CONFIG_BLOCK
 589 /*
 590  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
 591  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
 592  * exist.
 593  */
 594 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
 595                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
 596 {
 597         struct buffer_head *bh, *head;
 598         int rc;
 599
 600         if (!page_has_buffers(page))
 601                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 602
 603         head = page_buffers(page);
 604
 605         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode, 0);
 606
 607         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 608                 return rc;
 609
 610         /*
 611          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
 612          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
 613          * need to be locked now
 614          */
 615         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
 616                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
 617
 618         ClearPagePrivate(page);
 619         set_page_private(newpage, page_private(page));
 620         set_page_private(page, 0);
 621         put_page(page);
 622         get_page(newpage);
 623
 624         bh = head;
 625         do {
 626                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
 627                 bh = bh->b_this_page;
 628
 629         } while (bh != head);
 630
 631         SetPagePrivate(newpage);
 632
 633         migrate_page_copy(newpage, page);
 634
 635         bh = head;
 636         do {
 637                 unlock_buffer(bh);
 638                 put_bh(bh);
 639                 bh = bh->b_this_page;
 640
 641         } while (bh != head);
 642
 643         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 644 }
 645 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
 646 #endif
 647
 648 /*
 649  * Writeback a page to clean the dirty state
 650  */
 651 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
 652 {
 653         struct writeback_control wbc = {
 654                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
 655                 .nr_to_write = 1,
 656                 .range_start = 0,
 657                 .range_end = LLONG_MAX,
 658                 .for_reclaim = 1
 659         };
 660         int rc;
 661
 662         if (!mapping->a_ops->writepage)
 663                 /* No write method for the address space */
 664                 return -EINVAL;
 665
 666         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
 667                 /* Someone else already triggered a write */
 668                 return -EAGAIN;
 669
 670         /*
 671          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
 672          * the page on some queue. So the page must be clean for
 673          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
 674          * page state is no longer what we checked for earlier.
 675          * At this point we know that the migration attempt cannot
 676          * be successful.
 677          */
 678         remove_migration_ptes(page, page);
 679
 680         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
 681
 682         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
 683                 /* unlocked. Relock */
 684                 lock_page(page);
 685
 686         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
 687 }
 688
 689 /*
 690  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
 691  */
 692 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
 693         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
 694 {
 695         if (PageDirty(page)) {
 696                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
 697                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
 698                         return -EBUSY;
 699                 return writeout(mapping, page);
 700         }
 701
 702         /*
 703          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
 704          * We must have no buffers or drop them.
 705          */
 706         if (page_has_private(page) &&
 707             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
 708                 return -EAGAIN;
 709
 710         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 711 }
 712
 713 /*
 714  * Move a page to a newly allocated page
 715  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
 716  *
 717  * The new page will have replaced the old page if this function
 718  * is successful.
 719  *
 720  * Return value:
 721  *   < 0 - error code
 722  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
 723  */
 724 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
 725                                 int page_was_mapped, enum migrate_mode mode)
 726 {
 727         struct address_space *mapping;
 728         int rc;
 729
 730         /*
 731          * Block others from accessing the page when we get around to
 732          * establishing additional references. We are the only one
 733          * holding a reference to the new page at this point.
 734          */
 735         if (!trylock_page(newpage))
 736                 BUG();
 737
 738         /* Prepare mapping for the new page.*/
 739         newpage->index = page->index;
 740         newpage->mapping = page->mapping;
 741         if (PageSwapBacked(page))
 742                 SetPageSwapBacked(newpage);
 743
 744         /*
 745          * Indirectly called below, migrate_page_copy() copies PG_dirty and thus
 746          * needs newpage's memcg set to transfer memcg dirty page accounting.
 747          * So perform memcg migration in two steps:
 748          * 1. set newpage->mem_cgroup (here)
 749          * 2. clear page->mem_cgroup (below)
 750          */
 751         set_page_memcg(newpage, page_memcg(page));
 752
 753         mapping = page_mapping(page);
 754         if (!mapping)
 755                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 756         else if (mapping->a_ops->migratepage)
 757                 /*
 758                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
 759                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
 760                  * space which also has its own migratepage callback. This
 761                  * is the most common path for page migration.
 762                  */
 763                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
 764                                                 newpage, page, mode);
 765         else
 766                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 767
 768         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 769                 set_page_memcg(newpage, NULL);
 770                 newpage->mapping = NULL;
 771         } else {
 772                 set_page_memcg(page, NULL);
 773                 if (page_was_mapped)
 774                         remove_migration_ptes(page, newpage);
 775                 page->mapping = NULL;
 776         }
 777
 778         unlock_page(newpage);
 779
 780         return rc;
 781 }
 782
 783 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
 784                                 int force, enum migrate_mode mode)
 785 {
 786         int rc = -EAGAIN;
 787         int page_was_mapped = 0;
 788         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
 789
 790         if (!trylock_page(page)) {
 791                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
 792                         goto out;
 793
 794                 /*
 795                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
 796                  * For example, during page readahead pages are added locked
 797                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
 798                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
 799                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
 800                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
 801                  * second or third page, the process can end up locking
 802                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
 803                  * trying to be clever about what pages can be locked,
 804                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
 805                  * altogether.
 806                  */
 807                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
 808                         goto out;
 809
 810                 lock_page(page);
 811         }
 812
 813         if (PageWriteback(page)) {
 814                 /*
 815                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
 816                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
 817                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
 818                  * the overhead of stalling is too much
 819                  */
 820                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
 821                         rc = -EBUSY;
 822                         goto out_unlock;
 823                 }
 824                 if (!force)
 825                         goto out_unlock;
 826                 wait_on_page_writeback(page);
 827         }
 828         /*
 829          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
 830          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
 831          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
 832          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
 833          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
 834          * just care Anon page here.
 835          */
 836         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page)) {
 837                 /*
 838                  * Only page_lock_anon_vma_read() understands the subtleties of
 839                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
 840                  */
 841                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
 842                 if (anon_vma) {
 843                         /*
 844                          * Anon page
 845                          */
 846                 } else if (PageSwapCache(page)) {
 847                         /*
 848                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
 849                          * swapcache page is safe to use because we don't
 850                          * know in advance if the VMA that this page belonged
 851                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
 852                          * data have been freed, then the anon_vma could
 853                          * already be invalid.
 854                          *
 855                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
 856                          * migrated but are not remapped when migration
 857                          * completes
 858                          */
 859                 } else {
 860                         goto out_unlock;
 861                 }
 862         }
 863
 864         if (unlikely(isolated_balloon_page(page))) {
 865                 /*
 866                  * A ballooned page does not need any special attention from
 867                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
 868                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
 869                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
 870                  * the page migration right away (proteced by page lock).
 871                  */
 872                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
 873                 goto out_unlock;
 874         }
 875
 876         /*
 877          * Corner case handling:
 878          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
 879          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
 880          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
 881          * trigger a BUG.  So handle it here.
 882          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
 883          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
 884          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
 885          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
 886          * free the metadata, so the page can be freed.
 887          */
 888         if (!page->mapping) {
 889                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page), page);
 890                 if (page_has_private(page)) {
 891                         try_to_free_buffers(page);
 892                         goto out_unlock;
 893                 }
 894                 goto skip_unmap;
 895         }
 896
 897         /* Establish migration ptes or remove ptes */
 898         if (page_mapped(page)) {
 899                 try_to_unmap(page,
 900                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
 901                 page_was_mapped = 1;
 902         }
 903
 904 skip_unmap:
 905         if (!page_mapped(page))
 906                 rc = move_to_new_page(newpage, page, page_was_mapped, mode);
 907
 908         if (rc && page_was_mapped)
 909                 remove_migration_ptes(page, page);
 910
 911         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
 912         if (anon_vma)
 913                 put_anon_vma(anon_vma);
 914
 915 out_unlock:
 916         unlock_page(page);
 917 out:
 918         return rc;
 919 }
 920
 921 /*
 922  * gcc 4.7 and 4.8 on arm get an ICEs when inlining unmap_and_move().  Work
 923  * around it.
 924  */
 925 #if (GCC_VERSION >= 40700 && GCC_VERSION < 40900) && defined(CONFIG_ARM)
 926 #define ICE_noinline noinline
 927 #else
 928 #define ICE_noinline
 929 #endif
 930
 931 /*
 932  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
 933  * to the newly allocated page in newpage.
 934  */
 935 static ICE_noinline int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
 936                                    free_page_t put_new_page,
 937                                    unsigned long private, struct page *page,
 938                                    int force, enum migrate_mode mode,
 939                                    enum migrate_reason reason)
 940 {
 941         int rc = 0;
 942         int *result = NULL;
 943         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
 944
 945         if (!newpage)
 946                 return -ENOMEM;
 947
 948         if (page_count(page) == 1) {
 949                 /* page was freed from under us. So we are done. */
 950                 goto out;
 951         }
 952
 953         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
 954                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
 955                         goto out;
 956
 957         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
 958
 959 out:
 960         if (rc != -EAGAIN) {
 961                 /*
 962                  * A page that has been migrated has all references
 963                  * removed and will be freed. A page that has not been
 964                  * migrated will have kepts its references and be
 965                  * restored.
 966                  */
 967                 list_del(&page->lru);
 968                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 969                                 page_is_file_cache(page));
 970                 /* Soft-offlined page shouldn't go through lru cache list */
 971                 if (reason == MR_MEMORY_FAILURE) {
 972                         put_page(page);
 973                         if (!test_set_page_hwpoison(page))
 974                                 num_poisoned_pages_inc();
 975                 } else
 976                         putback_lru_page(page);
 977         }
 978
 979         /*
 980          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
 981          * it.  Otherwise, putback_lru_page() will drop the reference grabbed
 982          * during isolation.
 983          */
 984         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && put_new_page) {
 985                 ClearPageSwapBacked(newpage);
 986                 put_new_page(newpage, private);
 987         } else if (unlikely(__is_movable_balloon_page(newpage))) {
 988                 /* drop our reference, page already in the balloon */
 989                 put_page(newpage);
 990         } else
 991                 putback_lru_page(newpage);
 992
 993         if (result) {
 994                 if (rc)
 995                         *result = rc;
 996                 else
 997                         *result = page_to_nid(newpage);
 998         }
 999         return rc;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1004  *
1005  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1006  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1007  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1008  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1009  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1010  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1011  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1012  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1013  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1014  * hugepage migration fails without data corruption.
1015  *
1016  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1017  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1018  * will wait in the page fault for migration to complete.
1019  */
1020 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1021                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1022                                 struct page *hpage, int force,
1023                                 enum migrate_mode mode)
1024 {
1025         int rc = 0;
1026         int *result = NULL;
1027         int page_was_mapped = 0;
1028         struct page *new_hpage;
1029         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1030
1031         /*
1032          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1033          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1034          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1035          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1036          * kicking migration.
1037          */
1038         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage))) {
1039                 putback_active_hugepage(hpage);
1040                 return -ENOSYS;
1041         }
1042
1043         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1044         if (!new_hpage)
1045                 return -ENOMEM;
1046
1047         rc = -EAGAIN;
1048
1049         if (!trylock_page(hpage)) {
1050                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1051                         goto out;
1052                 lock_page(hpage);
1053         }
1054
1055         if (PageAnon(hpage))
1056                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1057
1058         if (page_mapped(hpage)) {
1059                 try_to_unmap(hpage,
1060                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1061                 page_was_mapped = 1;
1062         }
1063
1064         if (!page_mapped(hpage))
1065                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, page_was_mapped, mode);
1066
1067         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && page_was_mapped)
1068                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
1069
1070         if (anon_vma)
1071                 put_anon_vma(anon_vma);
1072
1073         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1074                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1075
1076         unlock_page(hpage);
1077 out:
1078         if (rc != -EAGAIN)
1079                 putback_active_hugepage(hpage);
1080
1081         /*
1082          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1083          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1084          * isolation.
1085          */
1086         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && put_new_page)
1087                 put_new_page(new_hpage, private);
1088         else
1089                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1090
1091         if (result) {
1092                 if (rc)
1093                         *result = rc;
1094                 else
1095                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1096         }
1097         return rc;
1098 }
1099
1100 /*
1101  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1102  *                 supplied as the target for the page migration
1103  *
1104  * @from:               The list of pages to be migrated.
1105  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1106  *                      as the target of the page migration.
1107  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1108  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1109  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1110  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1111  *                      page migration, if any.
1112  * @reason:             The reason for page migration.
1113  *
1114  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1115  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1116  * The caller should call putback_movable_pages() to return pages to the LRU
1117  * or free list only if ret != 0.
1118  *
1119  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1120  */
1121 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1122                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1123                 enum migrate_mode mode, int reason)
1124 {
1125         int retry = 1;
1126         int nr_failed = 0;
1127         int nr_succeeded = 0;
1128         int pass = 0;
1129         struct page *page;
1130         struct page *page2;
1131         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1132         int rc;
1133
1134         if (!swapwrite)
1135                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1136
1137         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1138                 retry = 0;
1139
1140                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1141                         cond_resched();
1142
1143                         if (PageHuge(page))
1144                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1145                                                 put_new_page, private, page,
1146                                                 pass > 2, mode);
1147                         else
1148                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1149                                                 private, page, pass > 2, mode,
1150                                                 reason);
1151
1152                         switch(rc) {
1153                         case -ENOMEM:
1154                                 goto out;
1155                         case -EAGAIN:
1156                                 retry++;
1157                                 break;
1158                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1159                                 nr_succeeded++;
1160                                 break;
1161                         default:
1162                                 /*
1163                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1164                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1165                                  * removed from migration page list and not
1166                                  * retried in the next outer loop.
1167                                  */
1168                                 nr_failed++;
1169                                 break;
1170                         }
1171                 }
1172         }
1173         nr_failed += retry;
1174         rc = nr_failed;
1175 out:
1176         if (nr_succeeded)
1177                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1178         if (nr_failed)
1179                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1180         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1181
1182         if (!swapwrite)
1183                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1184
1185         return rc;
1186 }
1187
1188 #ifdef CONFIG_NUMA
1189 /*
1190  * Move a list of individual pages
1191  */
1192 struct page_to_node {
1193         unsigned long addr;
1194         struct page *page;
1195         int node;
1196         int status;
1197 };
1198
1199 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1200                 int **result)
1201 {
1202         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1203
1204         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1205                 pm++;
1206
1207         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1208                 return NULL;
1209
1210         *result = &pm->status;
1211
1212         if (PageHuge(p))
1213                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1214                                         pm->node);
1215         else
1216                 return __alloc_pages_node(pm->node,
1217                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE, 0);
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1222  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1223  * and the node number must contain a valid target node.
1224  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1225  */
1226 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1227                                       struct page_to_node *pm,
1228                                       int migrate_all)
1229 {
1230         int err;
1231         struct page_to_node *pp;
1232         LIST_HEAD(pagelist);
1233
1234         down_read(&mm->mmap_sem);
1235
1236         /*
1237          * Build a list of pages to migrate
1238          */
1239         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1240                 struct vm_area_struct *vma;
1241                 struct page *page;
1242
1243                 err = -EFAULT;
1244                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1245                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1246                         goto set_status;
1247
1248                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1249                 page = follow_page(vma, pp->addr,
1250                                 FOLL_GET | FOLL_SPLIT | FOLL_DUMP);
1251
1252                 err = PTR_ERR(page);
1253                 if (IS_ERR(page))
1254                         goto set_status;
1255
1256                 err = -ENOENT;
1257                 if (!page)
1258                         goto set_status;
1259
1260                 pp->page = page;
1261                 err = page_to_nid(page);
1262
1263                 if (err == pp->node)
1264                         /*
1265                          * Node already in the right place
1266                          */
1267                         goto put_and_set;
1268
1269                 err = -EACCES;
1270                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1271                                 !migrate_all)
1272                         goto put_and_set;
1273
1274                 if (PageHuge(page)) {
1275                         if (PageHead(page))
1276                                 isolate_huge_page(page, &pagelist);
1277                         goto put_and_set;
1278                 }
1279
1280                 err = isolate_lru_page(page);
1281                 if (!err) {
1282                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1283                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1284                                             page_is_file_cache(page));
1285                 }
1286 put_and_set:
1287                 /*
1288                  * Either remove the duplicate refcount from
1289                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1290                  * not isolated.
1291                  */
1292                 put_page(page);
1293 set_status:
1294                 pp->status = err;
1295         }
1296
1297         err = 0;
1298         if (!list_empty(&pagelist)) {
1299                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node, NULL,
1300                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1301                 if (err)
1302                         putback_movable_pages(&pagelist);
1303         }
1304
1305         up_read(&mm->mmap_sem);
1306         return err;
1307 }
1308
1309 /*
1310  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1311  * the corresponding array of status.
1312  */
1313 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1314                          unsigned long nr_pages,
1315                          const void __user * __user *pages,
1316                          const int __user *nodes,
1317                          int __user *status, int flags)
1318 {
1319         struct page_to_node *pm;
1320         unsigned long chunk_nr_pages;
1321         unsigned long chunk_start;
1322         int err;
1323
1324         err = -ENOMEM;
1325         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1326         if (!pm)
1327                 goto out;
1328
1329         migrate_prep();
1330
1331         /*
1332          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1333          * but keep the last one as a marker
1334          */
1335         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1336
1337         for (chunk_start = 0;
1338              chunk_start < nr_pages;
1339              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1340                 int j;
1341
1342                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1343                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1344
1345                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1346                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1347                         const void __user *p;
1348                         int node;
1349
1350                         err = -EFAULT;
1351                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1352                                 goto out_pm;
1353                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1354
1355                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1356                                 goto out_pm;
1357
1358                         err = -ENODEV;
1359                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1360                                 goto out_pm;
1361
1362                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1363                                 goto out_pm;
1364
1365                         err = -EACCES;
1366                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1367                                 goto out_pm;
1368
1369                         pm[j].node = node;
1370                 }
1371
1372                 /* End marker for this chunk */
1373                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1374
1375                 /* Migrate this chunk */
1376                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1377                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1378                 if (err < 0)
1379                         goto out_pm;
1380
1381                 /* Return status information */
1382                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1383                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1384                                 err = -EFAULT;
1385                                 goto out_pm;
1386                         }
1387         }
1388         err = 0;
1389
1390 out_pm:
1391         free_page((unsigned long)pm);
1392 out:
1393         return err;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1398  */
1399 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1400                                 const void __user **pages, int *status)
1401 {
1402         unsigned long i;
1403
1404         down_read(&mm->mmap_sem);
1405
1406         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1407                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1408                 struct vm_area_struct *vma;
1409                 struct page *page;
1410                 int err = -EFAULT;
1411
1412                 vma = find_vma(mm, addr);
1413                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1414                         goto set_status;
1415
1416                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1417                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_DUMP);
1418
1419                 err = PTR_ERR(page);
1420                 if (IS_ERR(page))
1421                         goto set_status;
1422
1423                 err = page ? page_to_nid(page) : -ENOENT;
1424 set_status:
1425                 *status = err;
1426
1427                 pages++;
1428                 status++;
1429         }
1430
1431         up_read(&mm->mmap_sem);
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1436  * a user array of status.
1437  */
1438 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1439                          const void __user * __user *pages,
1440                          int __user *status)
1441 {
1442 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1443         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1444         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1445
1446         while (nr_pages) {
1447                 unsigned long chunk_nr;
1448
1449                 chunk_nr = nr_pages;
1450                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1451                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1452
1453                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1454                         break;
1455
1456                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1457
1458                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1459                         break;
1460
1461                 pages += chunk_nr;
1462                 status += chunk_nr;
1463                 nr_pages -= chunk_nr;
1464         }
1465         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1470  * process.
1471  */
1472 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1473                 const void __user * __user *, pages,
1474                 const int __user *, nodes,
1475                 int __user *, status, int, flags)
1476 {
1477         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1478         struct task_struct *task;
1479         struct mm_struct *mm;
1480         int err;
1481         nodemask_t task_nodes;
1482
1483         /* Check flags */
1484         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1485                 return -EINVAL;
1486
1487         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1488                 return -EPERM;
1489
1490         /* Find the mm_struct */
1491         rcu_read_lock();
1492         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1493         if (!task) {
1494                 rcu_read_unlock();
1495                 return -ESRCH;
1496         }
1497         get_task_struct(task);
1498
1499         /*
1500          * Check if this process has the right to modify the specified
1501          * process. The right exists if the process has administrative
1502          * capabilities, superuser privileges or the same
1503          * userid as the target process.
1504          */
1505         tcred = __task_cred(task);
1506         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1507             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1508             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1509                 rcu_read_unlock();
1510                 err = -EPERM;
1511                 goto out;
1512         }
1513         rcu_read_unlock();
1514
1515         err = security_task_movememory(task);
1516         if (err)
1517                 goto out;
1518
1519         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1520         mm = get_task_mm(task);
1521         put_task_struct(task);
1522
1523         if (!mm)
1524                 return -EINVAL;
1525
1526         if (nodes)
1527                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1528                                     nodes, status, flags);
1529         else
1530                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1531
1532         mmput(mm);
1533         return err;
1534
1535 out:
1536         put_task_struct(task);
1537         return err;
1538 }
1539
1540 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1541 /*
1542  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1543  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1544  */
1545 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1546                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1547 {
1548         int z;
1549         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1550                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1551
1552                 if (!populated_zone(zone))
1553                         continue;
1554
1555                 if (!zone_reclaimable(zone))
1556                         continue;
1557
1558                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1559                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1560                                        high_wmark_pages(zone) +
1561                                        nr_migrate_pages,
1562                                        0, 0))
1563                         continue;
1564                 return true;
1565         }
1566         return false;
1567 }
1568
1569 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1570                                            unsigned long data,
1571                                            int **result)
1572 {
1573         int nid = (int) data;
1574         struct page *newpage;
1575
1576         newpage = __alloc_pages_node(nid,
1577                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1578                                           __GFP_THISNODE | __GFP_NOMEMALLOC |
1579                                           __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) &
1580                                          ~GFP_IOFS, 0);
1581
1582         return newpage;
1583 }
1584
1585 /*
1586  * page migration rate limiting control.
1587  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1588  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1589  */
1590 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1591 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1592
1593 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1594 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1595                                         unsigned long nr_pages)
1596 {
1597         /*
1598          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1599          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1600          * all the time is being spent migrating!
1601          */
1602         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1603                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1604                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1605                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1606                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1607                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1608         }
1609         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1610                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1611                                                                 nr_pages);
1612                 return true;
1613         }
1614
1615         /*
1616          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1617          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1618          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1619          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1620          */
1621         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1622         return false;
1623 }
1624
1625 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1626 {
1627         int page_lru;
1628
1629         VM_BUG_ON_PAGE(compound_order(page) && !PageTransHuge(page), page);
1630
1631         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1632         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1633                 return 0;
1634
1635         if (isolate_lru_page(page))
1636                 return 0;
1637
1638         /*
1639          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1640          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1641          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1642          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1643          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1644          */
1645         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1646                 putback_lru_page(page);
1647                 return 0;
1648         }
1649
1650         page_lru = page_is_file_cache(page);
1651         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1652                                 hpage_nr_pages(page));
1653
1654         /*
1655          * Isolating the page has taken another reference, so the
1656          * caller's reference can be safely dropped without the page
1657          * disappearing underneath us during migration.
1658          */
1659         put_page(page);
1660         return 1;
1661 }
1662
1663 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1664 {
1665         struct page *page = pmd_page(pmd);
1666         return PageLocked(page);
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1671  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1672  * the page that will be dropped by this function before returning.
1673  */
1674 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1675                            int node)
1676 {
1677         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1678         int isolated;
1679         int nr_remaining;
1680         LIST_HEAD(migratepages);
1681
1682         /*
1683          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1684          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1685          */
1686         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1687             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1688                 goto out;
1689
1690         /*
1691          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1692          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1693          * all the time is being spent migrating!
1694          */
1695         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1696                 goto out;
1697
1698         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1699         if (!isolated)
1700                 goto out;
1701
1702         list_add(&page->lru, &migratepages);
1703         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1704                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
1705                                      MR_NUMA_MISPLACED);
1706         if (nr_remaining) {
1707                 if (!list_empty(&migratepages)) {
1708                         list_del(&page->lru);
1709                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1710                                         page_is_file_cache(page));
1711                         putback_lru_page(page);
1712                 }
1713                 isolated = 0;
1714         } else
1715                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1716         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1717         return isolated;
1718
1719 out:
1720         put_page(page);
1721         return 0;
1722 }
1723 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1724
1725 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1726 /*
1727  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1728  * before returning.
1729  */
1730 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1731                                 struct vm_area_struct *vma,
1732                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1733                                 unsigned long address,
1734                                 struct page *page, int node)
1735 {
1736         spinlock_t *ptl;
1737         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1738         int isolated = 0;
1739         struct page *new_page = NULL;
1740         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1741         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1742         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1743         pmd_t orig_entry;
1744
1745         /*
1746          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1747          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1748          * all the time is being spent migrating!
1749          */
1750         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1751                 goto out_dropref;
1752
1753         new_page = alloc_pages_node(node,
1754                 (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT,
1755                 HPAGE_PMD_ORDER);
1756         if (!new_page)
1757                 goto out_fail;
1758
1759         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1760         if (!isolated) {
1761                 put_page(new_page);
1762                 goto out_fail;
1763         }
1764
1765         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1766                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1767
1768         /* Prepare a page as a migration target */
1769         __set_page_locked(new_page);
1770         SetPageSwapBacked(new_page);
1771
1772         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1773         new_page->mapping = page->mapping;
1774         new_page->index = page->index;
1775         migrate_page_copy(new_page, page);
1776         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1777
1778         /* Recheck the target PMD */
1779         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1780         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1781         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1782 fail_putback:
1783                 spin_unlock(ptl);
1784                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1785
1786                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1787                 if (TestClearPageActive(new_page))
1788                         SetPageActive(page);
1789                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1790                         SetPageUnevictable(page);
1791
1792                 unlock_page(new_page);
1793                 put_page(new_page);             /* Free it */
1794
1795                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1796                 get_page(page);
1797                 putback_lru_page(page);
1798                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1799                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1800
1801                 goto out_unlock;
1802         }
1803
1804         orig_entry = *pmd;
1805         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1806         entry = pmd_mkhuge(entry);
1807         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1808
1809         /*
1810          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1811          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1812          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1813          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1814          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1815          */
1816         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1817         page_add_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1818         pmdp_huge_clear_flush_notify(vma, mmun_start, pmd);
1819         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1820         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1821         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1822
1823         if (page_count(page) != 2) {
1824                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1825                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1826                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, mmun_start, mmun_end);
1827                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1828                 page_remove_rmap(new_page);
1829                 goto fail_putback;
1830         }
1831
1832         mlock_migrate_page(new_page, page);
1833         set_page_memcg(new_page, page_memcg(page));
1834         set_page_memcg(page, NULL);
1835         page_remove_rmap(page);
1836
1837         spin_unlock(ptl);
1838         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1839
1840         /* Take an "isolate" reference and put new page on the LRU. */
1841         get_page(new_page);
1842         putback_lru_page(new_page);
1843
1844         unlock_page(new_page);
1845         unlock_page(page);
1846         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1847         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1848
1849         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1850         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1851
1852         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1853                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1854                         -HPAGE_PMD_NR);
1855         return isolated;
1856
1857 out_fail:
1858         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1859 out_dropref:
1860         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1861         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1862                 entry = pmd_modify(entry, vma->vm_page_prot);
1863                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1864                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1865         }
1866         spin_unlock(ptl);
1867
1868 out_unlock:
1869         unlock_page(page);
1870         put_page(page);
1871         return 0;
1872 }
1873 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1874
1875 #endif /* CONFIG_NUMA */