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 = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 942         int *result = NULL;
 943         struct page *newpage;
 944
 945         newpage = get_new_page(page, private, &result);
 946         if (!newpage)
 947                 return -ENOMEM;
 948
 949         if (page_count(page) == 1) {
 950                 /* page was freed from under us. So we are done. */
 951                 goto out;
 952         }
 953
 954         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
 955                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
 956                         goto out;
 957
 958         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
 959         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 960                 put_new_page = NULL;
 961
 962 out:
 963         if (rc != -EAGAIN) {
 964                 /*
 965                  * A page that has been migrated has all references
 966                  * removed and will be freed. A page that has not been
 967                  * migrated will have kepts its references and be
 968                  * restored.
 969                  */
 970                 list_del(&page->lru);
 971                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 972                                 page_is_file_cache(page));
 973                 /* Soft-offlined page shouldn't go through lru cache list */
 974                 if (reason == MR_MEMORY_FAILURE) {
 975                         put_page(page);
 976                         if (!test_set_page_hwpoison(page))
 977                                 num_poisoned_pages_inc();
 978                 } else
 979                         putback_lru_page(page);
 980         }
 981
 982         /*
 983          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
 984          * it.  Otherwise, putback_lru_page() will drop the reference grabbed
 985          * during isolation.
 986          */
 987         if (put_new_page) {
 988                 ClearPageSwapBacked(newpage);
 989                 put_new_page(newpage, private);
 990         } else if (unlikely(__is_movable_balloon_page(newpage))) {
 991                 /* drop our reference, page already in the balloon */
 992                 put_page(newpage);
 993         } else
 994                 putback_lru_page(newpage);
 995
 996         if (result) {
 997                 if (rc)
 998                         *result = rc;
 999                 else
1000                         *result = page_to_nid(newpage);
1001         }
1002         return rc;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1007  *
1008  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1009  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1010  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1011  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1012  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1013  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1014  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1015  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1016  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1017  * hugepage migration fails without data corruption.
1018  *
1019  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1020  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1021  * will wait in the page fault for migration to complete.
1022  */
1023 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1024                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1025                                 struct page *hpage, int force,
1026                                 enum migrate_mode mode)
1027 {
1028         int rc = -EAGAIN;
1029         int *result = NULL;
1030         int page_was_mapped = 0;
1031         struct page *new_hpage;
1032         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1033
1034         /*
1035          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1036          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1037          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1038          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1039          * kicking migration.
1040          */
1041         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage))) {
1042                 putback_active_hugepage(hpage);
1043                 return -ENOSYS;
1044         }
1045
1046         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1047         if (!new_hpage)
1048                 return -ENOMEM;
1049
1050         if (!trylock_page(hpage)) {
1051                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1052                         goto out;
1053                 lock_page(hpage);
1054         }
1055
1056         if (PageAnon(hpage))
1057                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1058
1059         if (page_mapped(hpage)) {
1060                 try_to_unmap(hpage,
1061                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1062                 page_was_mapped = 1;
1063         }
1064
1065         if (!page_mapped(hpage))
1066                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, page_was_mapped, mode);
1067
1068         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && page_was_mapped)
1069                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
1070
1071         if (anon_vma)
1072                 put_anon_vma(anon_vma);
1073
1074         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1075                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1076                 put_new_page = NULL;
1077         }
1078
1079         unlock_page(hpage);
1080 out:
1081         if (rc != -EAGAIN)
1082                 putback_active_hugepage(hpage);
1083
1084         /*
1085          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1086          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1087          * isolation.
1088          */
1089         if (put_new_page)
1090                 put_new_page(new_hpage, private);
1091         else
1092                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1093
1094         if (result) {
1095                 if (rc)
1096                         *result = rc;
1097                 else
1098                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1099         }
1100         return rc;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1105  *                 supplied as the target for the page migration
1106  *
1107  * @from:               The list of pages to be migrated.
1108  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1109  *                      as the target of the page migration.
1110  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1111  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1112  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1113  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1114  *                      page migration, if any.
1115  * @reason:             The reason for page migration.
1116  *
1117  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1118  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1119  * The caller should call putback_movable_pages() to return pages to the LRU
1120  * or free list only if ret != 0.
1121  *
1122  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1123  */
1124 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1125                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1126                 enum migrate_mode mode, int reason)
1127 {
1128         int retry = 1;
1129         int nr_failed = 0;
1130         int nr_succeeded = 0;
1131         int pass = 0;
1132         struct page *page;
1133         struct page *page2;
1134         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1135         int rc;
1136
1137         if (!swapwrite)
1138                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1139
1140         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1141                 retry = 0;
1142
1143                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1144                         cond_resched();
1145
1146                         if (PageHuge(page))
1147                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1148                                                 put_new_page, private, page,
1149                                                 pass > 2, mode);
1150                         else
1151                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1152                                                 private, page, pass > 2, mode,
1153                                                 reason);
1154
1155                         switch(rc) {
1156                         case -ENOMEM:
1157                                 goto out;
1158                         case -EAGAIN:
1159                                 retry++;
1160                                 break;
1161                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1162                                 nr_succeeded++;
1163                                 break;
1164                         default:
1165                                 /*
1166                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1167                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1168                                  * removed from migration page list and not
1169                                  * retried in the next outer loop.
1170                                  */
1171                                 nr_failed++;
1172                                 break;
1173                         }
1174                 }
1175         }
1176         nr_failed += retry;
1177         rc = nr_failed;
1178 out:
1179         if (nr_succeeded)
1180                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1181         if (nr_failed)
1182                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1183         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1184
1185         if (!swapwrite)
1186                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1187
1188         return rc;
1189 }
1190
1191 #ifdef CONFIG_NUMA
1192 /*
1193  * Move a list of individual pages
1194  */
1195 struct page_to_node {
1196         unsigned long addr;
1197         struct page *page;
1198         int node;
1199         int status;
1200 };
1201
1202 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1203                 int **result)
1204 {
1205         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1206
1207         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1208                 pm++;
1209
1210         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1211                 return NULL;
1212
1213         *result = &pm->status;
1214
1215         if (PageHuge(p))
1216                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1217                                         pm->node);
1218         else
1219                 return __alloc_pages_node(pm->node,
1220                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE, 0);
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1225  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1226  * and the node number must contain a valid target node.
1227  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1228  */
1229 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1230                                       struct page_to_node *pm,
1231                                       int migrate_all)
1232 {
1233         int err;
1234         struct page_to_node *pp;
1235         LIST_HEAD(pagelist);
1236
1237         down_read(&mm->mmap_sem);
1238
1239         /*
1240          * Build a list of pages to migrate
1241          */
1242         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1243                 struct vm_area_struct *vma;
1244                 struct page *page;
1245
1246                 err = -EFAULT;
1247                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1248                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1249                         goto set_status;
1250
1251                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1252                 page = follow_page(vma, pp->addr,
1253                                 FOLL_GET | FOLL_SPLIT | FOLL_DUMP);
1254
1255                 err = PTR_ERR(page);
1256                 if (IS_ERR(page))
1257                         goto set_status;
1258
1259                 err = -ENOENT;
1260                 if (!page)
1261                         goto set_status;
1262
1263                 pp->page = page;
1264                 err = page_to_nid(page);
1265
1266                 if (err == pp->node)
1267                         /*
1268                          * Node already in the right place
1269                          */
1270                         goto put_and_set;
1271
1272                 err = -EACCES;
1273                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1274                                 !migrate_all)
1275                         goto put_and_set;
1276
1277                 if (PageHuge(page)) {
1278                         if (PageHead(page))
1279                                 isolate_huge_page(page, &pagelist);
1280                         goto put_and_set;
1281                 }
1282
1283                 err = isolate_lru_page(page);
1284                 if (!err) {
1285                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1286                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1287                                             page_is_file_cache(page));
1288                 }
1289 put_and_set:
1290                 /*
1291                  * Either remove the duplicate refcount from
1292                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1293                  * not isolated.
1294                  */
1295                 put_page(page);
1296 set_status:
1297                 pp->status = err;
1298         }
1299
1300         err = 0;
1301         if (!list_empty(&pagelist)) {
1302                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node, NULL,
1303                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1304                 if (err)
1305                         putback_movable_pages(&pagelist);
1306         }
1307
1308         up_read(&mm->mmap_sem);
1309         return err;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1314  * the corresponding array of status.
1315  */
1316 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1317                          unsigned long nr_pages,
1318                          const void __user * __user *pages,
1319                          const int __user *nodes,
1320                          int __user *status, int flags)
1321 {
1322         struct page_to_node *pm;
1323         unsigned long chunk_nr_pages;
1324         unsigned long chunk_start;
1325         int err;
1326
1327         err = -ENOMEM;
1328         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1329         if (!pm)
1330                 goto out;
1331
1332         migrate_prep();
1333
1334         /*
1335          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1336          * but keep the last one as a marker
1337          */
1338         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1339
1340         for (chunk_start = 0;
1341              chunk_start < nr_pages;
1342              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1343                 int j;
1344
1345                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1346                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1347
1348                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1349                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1350                         const void __user *p;
1351                         int node;
1352
1353                         err = -EFAULT;
1354                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1355                                 goto out_pm;
1356                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1357
1358                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1359                                 goto out_pm;
1360
1361                         err = -ENODEV;
1362                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1363                                 goto out_pm;
1364
1365                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1366                                 goto out_pm;
1367
1368                         err = -EACCES;
1369                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1370                                 goto out_pm;
1371
1372                         pm[j].node = node;
1373                 }
1374
1375                 /* End marker for this chunk */
1376                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1377
1378                 /* Migrate this chunk */
1379                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1380                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1381                 if (err < 0)
1382                         goto out_pm;
1383
1384                 /* Return status information */
1385                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1386                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1387                                 err = -EFAULT;
1388                                 goto out_pm;
1389                         }
1390         }
1391         err = 0;
1392
1393 out_pm:
1394         free_page((unsigned long)pm);
1395 out:
1396         return err;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1401  */
1402 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1403                                 const void __user **pages, int *status)
1404 {
1405         unsigned long i;
1406
1407         down_read(&mm->mmap_sem);
1408
1409         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1410                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1411                 struct vm_area_struct *vma;
1412                 struct page *page;
1413                 int err = -EFAULT;
1414
1415                 vma = find_vma(mm, addr);
1416                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1417                         goto set_status;
1418
1419                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1420                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_DUMP);
1421
1422                 err = PTR_ERR(page);
1423                 if (IS_ERR(page))
1424                         goto set_status;
1425
1426                 err = page ? page_to_nid(page) : -ENOENT;
1427 set_status:
1428                 *status = err;
1429
1430                 pages++;
1431                 status++;
1432         }
1433
1434         up_read(&mm->mmap_sem);
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1439  * a user array of status.
1440  */
1441 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1442                          const void __user * __user *pages,
1443                          int __user *status)
1444 {
1445 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1446         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1447         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1448
1449         while (nr_pages) {
1450                 unsigned long chunk_nr;
1451
1452                 chunk_nr = nr_pages;
1453                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1454                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1455
1456                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1457                         break;
1458
1459                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1460
1461                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1462                         break;
1463
1464                 pages += chunk_nr;
1465                 status += chunk_nr;
1466                 nr_pages -= chunk_nr;
1467         }
1468         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1473  * process.
1474  */
1475 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1476                 const void __user * __user *, pages,
1477                 const int __user *, nodes,
1478                 int __user *, status, int, flags)
1479 {
1480         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1481         struct task_struct *task;
1482         struct mm_struct *mm;
1483         int err;
1484         nodemask_t task_nodes;
1485
1486         /* Check flags */
1487         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1488                 return -EINVAL;
1489
1490         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1491                 return -EPERM;
1492
1493         /* Find the mm_struct */
1494         rcu_read_lock();
1495         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1496         if (!task) {
1497                 rcu_read_unlock();
1498                 return -ESRCH;
1499         }
1500         get_task_struct(task);
1501
1502         /*
1503          * Check if this process has the right to modify the specified
1504          * process. The right exists if the process has administrative
1505          * capabilities, superuser privileges or the same
1506          * userid as the target process.
1507          */
1508         tcred = __task_cred(task);
1509         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1510             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1511             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1512                 rcu_read_unlock();
1513                 err = -EPERM;
1514                 goto out;
1515         }
1516         rcu_read_unlock();
1517
1518         err = security_task_movememory(task);
1519         if (err)
1520                 goto out;
1521
1522         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1523         mm = get_task_mm(task);
1524         put_task_struct(task);
1525
1526         if (!mm)
1527                 return -EINVAL;
1528
1529         if (nodes)
1530                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1531                                     nodes, status, flags);
1532         else
1533                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1534
1535         mmput(mm);
1536         return err;
1537
1538 out:
1539         put_task_struct(task);
1540         return err;
1541 }
1542
1543 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1544 /*
1545  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1546  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1547  */
1548 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1549                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1550 {
1551         int z;
1552         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1553                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1554
1555                 if (!populated_zone(zone))
1556                         continue;
1557
1558                 if (!zone_reclaimable(zone))
1559                         continue;
1560
1561                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1562                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1563                                        high_wmark_pages(zone) +
1564                                        nr_migrate_pages,
1565                                        0, 0))
1566                         continue;
1567                 return true;
1568         }
1569         return false;
1570 }
1571
1572 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1573                                            unsigned long data,
1574                                            int **result)
1575 {
1576         int nid = (int) data;
1577         struct page *newpage;
1578
1579         newpage = __alloc_pages_node(nid,
1580                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1581                                           __GFP_THISNODE | __GFP_NOMEMALLOC |
1582                                           __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) &
1583                                          ~GFP_IOFS, 0);
1584
1585         return newpage;
1586 }
1587
1588 /*
1589  * page migration rate limiting control.
1590  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1591  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1592  */
1593 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1594 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1595
1596 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1597 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1598                                         unsigned long nr_pages)
1599 {
1600         /*
1601          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1602          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1603          * all the time is being spent migrating!
1604          */
1605         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1606                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1607                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1608                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1609                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1610                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1611         }
1612         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1613                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1614                                                                 nr_pages);
1615                 return true;
1616         }
1617
1618         /*
1619          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1620          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1621          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1622          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1623          */
1624         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1625         return false;
1626 }
1627
1628 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1629 {
1630         int page_lru;
1631
1632         VM_BUG_ON_PAGE(compound_order(page) && !PageTransHuge(page), page);
1633
1634         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1635         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1636                 return 0;
1637
1638         if (isolate_lru_page(page))
1639                 return 0;
1640
1641         /*
1642          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1643          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1644          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1645          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1646          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1647          */
1648         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1649                 putback_lru_page(page);
1650                 return 0;
1651         }
1652
1653         page_lru = page_is_file_cache(page);
1654         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1655                                 hpage_nr_pages(page));
1656
1657         /*
1658          * Isolating the page has taken another reference, so the
1659          * caller's reference can be safely dropped without the page
1660          * disappearing underneath us during migration.
1661          */
1662         put_page(page);
1663         return 1;
1664 }
1665
1666 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1667 {
1668         struct page *page = pmd_page(pmd);
1669         return PageLocked(page);
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1674  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1675  * the page that will be dropped by this function before returning.
1676  */
1677 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1678                            int node)
1679 {
1680         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1681         int isolated;
1682         int nr_remaining;
1683         LIST_HEAD(migratepages);
1684
1685         /*
1686          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1687          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1688          */
1689         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1690             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1691                 goto out;
1692
1693         /*
1694          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1695          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1696          * all the time is being spent migrating!
1697          */
1698         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1699                 goto out;
1700
1701         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1702         if (!isolated)
1703                 goto out;
1704
1705         list_add(&page->lru, &migratepages);
1706         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1707                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
1708                                      MR_NUMA_MISPLACED);
1709         if (nr_remaining) {
1710                 if (!list_empty(&migratepages)) {
1711                         list_del(&page->lru);
1712                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1713                                         page_is_file_cache(page));
1714                         putback_lru_page(page);
1715                 }
1716                 isolated = 0;
1717         } else
1718                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1719         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1720         return isolated;
1721
1722 out:
1723         put_page(page);
1724         return 0;
1725 }
1726 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1727
1728 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1729 /*
1730  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1731  * before returning.
1732  */
1733 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1734                                 struct vm_area_struct *vma,
1735                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1736                                 unsigned long address,
1737                                 struct page *page, int node)
1738 {
1739         spinlock_t *ptl;
1740         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1741         int isolated = 0;
1742         struct page *new_page = NULL;
1743         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1744         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1745         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1746         pmd_t orig_entry;
1747
1748         /*
1749          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1750          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1751          * all the time is being spent migrating!
1752          */
1753         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1754                 goto out_dropref;
1755
1756         new_page = alloc_pages_node(node,
1757                 (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT,
1758                 HPAGE_PMD_ORDER);
1759         if (!new_page)
1760                 goto out_fail;
1761
1762         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1763         if (!isolated) {
1764                 put_page(new_page);
1765                 goto out_fail;
1766         }
1767
1768         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1769                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1770
1771         /* Prepare a page as a migration target */
1772         __set_page_locked(new_page);
1773         SetPageSwapBacked(new_page);
1774
1775         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1776         new_page->mapping = page->mapping;
1777         new_page->index = page->index;
1778         migrate_page_copy(new_page, page);
1779         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1780
1781         /* Recheck the target PMD */
1782         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1783         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1784         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1785 fail_putback:
1786                 spin_unlock(ptl);
1787                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1788
1789                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1790                 if (TestClearPageActive(new_page))
1791                         SetPageActive(page);
1792                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1793                         SetPageUnevictable(page);
1794
1795                 unlock_page(new_page);
1796                 put_page(new_page);             /* Free it */
1797
1798                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1799                 get_page(page);
1800                 putback_lru_page(page);
1801                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1802                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1803
1804                 goto out_unlock;
1805         }
1806
1807         orig_entry = *pmd;
1808         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1809         entry = pmd_mkhuge(entry);
1810         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1811
1812         /*
1813          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1814          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1815          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1816          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1817          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1818          */
1819         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1820         page_add_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1821         pmdp_huge_clear_flush_notify(vma, mmun_start, pmd);
1822         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1823         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1824         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1825
1826         if (page_count(page) != 2) {
1827                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1828                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1829                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, mmun_start, mmun_end);
1830                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1831                 page_remove_rmap(new_page);
1832                 goto fail_putback;
1833         }
1834
1835         mlock_migrate_page(new_page, page);
1836         set_page_memcg(new_page, page_memcg(page));
1837         set_page_memcg(page, NULL);
1838         page_remove_rmap(page);
1839
1840         spin_unlock(ptl);
1841         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1842
1843         /* Take an "isolate" reference and put new page on the LRU. */
1844         get_page(new_page);
1845         putback_lru_page(new_page);
1846
1847         unlock_page(new_page);
1848         unlock_page(page);
1849         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1850         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1851
1852         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1853         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1854
1855         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1856                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1857                         -HPAGE_PMD_NR);
1858         return isolated;
1859
1860 out_fail:
1861         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1862 out_dropref:
1863         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1864         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1865                 entry = pmd_modify(entry, vma->vm_page_prot);
1866                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1867                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1868         }
1869         spin_unlock(ptl);
1870
1871 out_unlock:
1872         unlock_page(page);
1873         put_page(page);
1874         return 0;
1875 }
1876 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1877
1878 #endif /* CONFIG_NUMA */