]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - mm/migrate.c
mm: simplify page migration's anon_vma comment and flow
[linux-beck.git] / 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                                 enum migrate_mode mode)
726 {
727         struct address_space *mapping;
728         int rc;
729
730         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
731         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
732
733         /* Prepare mapping for the new page.*/
734         newpage->index = page->index;
735         newpage->mapping = page->mapping;
736         if (PageSwapBacked(page))
737                 SetPageSwapBacked(newpage);
738
739         /*
740          * Indirectly called below, migrate_page_copy() copies PG_dirty and thus
741          * needs newpage's memcg set to transfer memcg dirty page accounting.
742          * So perform memcg migration in two steps:
743          * 1. set newpage->mem_cgroup (here)
744          * 2. clear page->mem_cgroup (below)
745          */
746         set_page_memcg(newpage, page_memcg(page));
747
748         mapping = page_mapping(page);
749         if (!mapping)
750                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
751         else if (mapping->a_ops->migratepage)
752                 /*
753                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
754                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
755                  * space which also has its own migratepage callback. This
756                  * is the most common path for page migration.
757                  */
758                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping, newpage, page, mode);
759         else
760                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
761
762         /*
763          * When successful, old pagecache page->mapping must be cleared before
764          * page is freed; but stats require that PageAnon be left as PageAnon.
765          */
766         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
767                 set_page_memcg(page, NULL);
768                 if (!PageAnon(page))
769                         page->mapping = NULL;
770         } else {
771                 set_page_memcg(newpage, NULL);
772                 newpage->mapping = NULL;
773         }
774         return rc;
775 }
776
777 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
778                                 int force, enum migrate_mode mode)
779 {
780         int rc = -EAGAIN;
781         int page_was_mapped = 0;
782         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
783
784         if (!trylock_page(page)) {
785                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
786                         goto out;
787
788                 /*
789                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
790                  * For example, during page readahead pages are added locked
791                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
792                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
793                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
794                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
795                  * second or third page, the process can end up locking
796                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
797                  * trying to be clever about what pages can be locked,
798                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
799                  * altogether.
800                  */
801                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
802                         goto out;
803
804                 lock_page(page);
805         }
806
807         if (PageWriteback(page)) {
808                 /*
809                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
810                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
811                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
812                  * the overhead of stalling is too much
813                  */
814                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
815                         rc = -EBUSY;
816                         goto out_unlock;
817                 }
818                 if (!force)
819                         goto out_unlock;
820                 wait_on_page_writeback(page);
821         }
822
823         /*
824          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
825          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
826          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
827          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
828          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
829          * just care Anon page here.
830          *
831          * Only page_get_anon_vma() understands the subtleties of
832          * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
833          * But if we cannot get anon_vma, then we won't need it anyway,
834          * because that implies that the anon page is no longer mapped
835          * (and cannot be remapped so long as we hold the page lock).
836          */
837         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page))
838                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
839
840         /*
841          * Block others from accessing the new page when we get around to
842          * establishing additional references. We are usually the only one
843          * holding a reference to newpage at this point. We used to have a BUG
844          * here if trylock_page(newpage) fails, but would like to allow for
845          * cases where there might be a race with the previous use of newpage.
846          * This is much like races on refcount of oldpage: just don't BUG().
847          */
848         if (unlikely(!trylock_page(newpage)))
849                 goto out_unlock;
850
851         if (unlikely(isolated_balloon_page(page))) {
852                 /*
853                  * A ballooned page does not need any special attention from
854                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
855                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
856                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
857                  * the page migration right away (proteced by page lock).
858                  */
859                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
860                 goto out_unlock_both;
861         }
862
863         /*
864          * Corner case handling:
865          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
866          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
867          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
868          * trigger a BUG.  So handle it here.
869          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
870          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
871          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
872          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
873          * free the metadata, so the page can be freed.
874          */
875         if (!page->mapping) {
876                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page), page);
877                 if (page_has_private(page)) {
878                         try_to_free_buffers(page);
879                         goto out_unlock_both;
880                 }
881         } else if (page_mapped(page)) {
882                 /* Establish migration ptes */
883                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page) && !PageKsm(page) && !anon_vma,
884                                 page);
885                 try_to_unmap(page,
886                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
887                 page_was_mapped = 1;
888         }
889
890         if (!page_mapped(page))
891                 rc = move_to_new_page(newpage, page, mode);
892
893         if (page_was_mapped)
894                 remove_migration_ptes(page,
895                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? newpage : page);
896
897 out_unlock_both:
898         unlock_page(newpage);
899 out_unlock:
900         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
901         if (anon_vma)
902                 put_anon_vma(anon_vma);
903         unlock_page(page);
904 out:
905         return rc;
906 }
907
908 /*
909  * gcc 4.7 and 4.8 on arm get an ICEs when inlining unmap_and_move().  Work
910  * around it.
911  */
912 #if (GCC_VERSION >= 40700 && GCC_VERSION < 40900) && defined(CONFIG_ARM)
913 #define ICE_noinline noinline
914 #else
915 #define ICE_noinline
916 #endif
917
918 /*
919  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
920  * to the newly allocated page in newpage.
921  */
922 static ICE_noinline int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
923                                    free_page_t put_new_page,
924                                    unsigned long private, struct page *page,
925                                    int force, enum migrate_mode mode,
926                                    enum migrate_reason reason)
927 {
928         int rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
929         int *result = NULL;
930         struct page *newpage;
931
932         newpage = get_new_page(page, private, &result);
933         if (!newpage)
934                 return -ENOMEM;
935
936         if (page_count(page) == 1) {
937                 /* page was freed from under us. So we are done. */
938                 goto out;
939         }
940
941         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
942                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
943                         goto out;
944
945         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
946         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
947                 put_new_page = NULL;
948
949 out:
950         if (rc != -EAGAIN) {
951                 /*
952                  * A page that has been migrated has all references
953                  * removed and will be freed. A page that has not been
954                  * migrated will have kepts its references and be
955                  * restored.
956                  */
957                 list_del(&page->lru);
958                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
959                                 page_is_file_cache(page));
960                 /* Soft-offlined page shouldn't go through lru cache list */
961                 if (reason == MR_MEMORY_FAILURE) {
962                         put_page(page);
963                         if (!test_set_page_hwpoison(page))
964                                 num_poisoned_pages_inc();
965                 } else
966                         putback_lru_page(page);
967         }
968
969         /*
970          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
971          * it.  Otherwise, putback_lru_page() will drop the reference grabbed
972          * during isolation.
973          */
974         if (put_new_page) {
975                 ClearPageSwapBacked(newpage);
976                 put_new_page(newpage, private);
977         } else if (unlikely(__is_movable_balloon_page(newpage))) {
978                 /* drop our reference, page already in the balloon */
979                 put_page(newpage);
980         } else
981                 putback_lru_page(newpage);
982
983         if (result) {
984                 if (rc)
985                         *result = rc;
986                 else
987                         *result = page_to_nid(newpage);
988         }
989         return rc;
990 }
991
992 /*
993  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
994  *
995  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
996  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
997  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
998  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
999  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1000  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1001  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1002  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1003  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1004  * hugepage migration fails without data corruption.
1005  *
1006  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1007  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1008  * will wait in the page fault for migration to complete.
1009  */
1010 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1011                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1012                                 struct page *hpage, int force,
1013                                 enum migrate_mode mode)
1014 {
1015         int rc = -EAGAIN;
1016         int *result = NULL;
1017         int page_was_mapped = 0;
1018         struct page *new_hpage;
1019         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1020
1021         /*
1022          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1023          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1024          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1025          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1026          * kicking migration.
1027          */
1028         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage))) {
1029                 putback_active_hugepage(hpage);
1030                 return -ENOSYS;
1031         }
1032
1033         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1034         if (!new_hpage)
1035                 return -ENOMEM;
1036
1037         if (!trylock_page(hpage)) {
1038                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1039                         goto out;
1040                 lock_page(hpage);
1041         }
1042
1043         if (PageAnon(hpage))
1044                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1045
1046         if (unlikely(!trylock_page(new_hpage)))
1047                 goto put_anon;
1048
1049         if (page_mapped(hpage)) {
1050                 try_to_unmap(hpage,
1051                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1052                 page_was_mapped = 1;
1053         }
1054
1055         if (!page_mapped(hpage))
1056                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, mode);
1057
1058         if (page_was_mapped)
1059                 remove_migration_ptes(hpage,
1060                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? new_hpage : hpage);
1061
1062         unlock_page(new_hpage);
1063
1064 put_anon:
1065         if (anon_vma)
1066                 put_anon_vma(anon_vma);
1067
1068         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1069                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1070                 put_new_page = NULL;
1071         }
1072
1073         unlock_page(hpage);
1074 out:
1075         if (rc != -EAGAIN)
1076                 putback_active_hugepage(hpage);
1077
1078         /*
1079          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1080          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1081          * isolation.
1082          */
1083         if (put_new_page)
1084                 put_new_page(new_hpage, private);
1085         else
1086                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1087
1088         if (result) {
1089                 if (rc)
1090                         *result = rc;
1091                 else
1092                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1093         }
1094         return rc;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1099  *                 supplied as the target for the page migration
1100  *
1101  * @from:               The list of pages to be migrated.
1102  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1103  *                      as the target of the page migration.
1104  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1105  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1106  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1107  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1108  *                      page migration, if any.
1109  * @reason:             The reason for page migration.
1110  *
1111  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1112  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1113  * The caller should call putback_movable_pages() to return pages to the LRU
1114  * or free list only if ret != 0.
1115  *
1116  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1117  */
1118 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1119                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1120                 enum migrate_mode mode, int reason)
1121 {
1122         int retry = 1;
1123         int nr_failed = 0;
1124         int nr_succeeded = 0;
1125         int pass = 0;
1126         struct page *page;
1127         struct page *page2;
1128         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1129         int rc;
1130
1131         if (!swapwrite)
1132                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1133
1134         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1135                 retry = 0;
1136
1137                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1138                         cond_resched();
1139
1140                         if (PageHuge(page))
1141                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1142                                                 put_new_page, private, page,
1143                                                 pass > 2, mode);
1144                         else
1145                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1146                                                 private, page, pass > 2, mode,
1147                                                 reason);
1148
1149                         switch(rc) {
1150                         case -ENOMEM:
1151                                 goto out;
1152                         case -EAGAIN:
1153                                 retry++;
1154                                 break;
1155                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1156                                 nr_succeeded++;
1157                                 break;
1158                         default:
1159                                 /*
1160                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1161                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1162                                  * removed from migration page list and not
1163                                  * retried in the next outer loop.
1164                                  */
1165                                 nr_failed++;
1166                                 break;
1167                         }
1168                 }
1169         }
1170         nr_failed += retry;
1171         rc = nr_failed;
1172 out:
1173         if (nr_succeeded)
1174                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1175         if (nr_failed)
1176                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1177         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1178
1179         if (!swapwrite)
1180                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1181
1182         return rc;
1183 }
1184
1185 #ifdef CONFIG_NUMA
1186 /*
1187  * Move a list of individual pages
1188  */
1189 struct page_to_node {
1190         unsigned long addr;
1191         struct page *page;
1192         int node;
1193         int status;
1194 };
1195
1196 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1197                 int **result)
1198 {
1199         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1200
1201         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1202                 pm++;
1203
1204         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1205                 return NULL;
1206
1207         *result = &pm->status;
1208
1209         if (PageHuge(p))
1210                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1211                                         pm->node);
1212         else
1213                 return __alloc_pages_node(pm->node,
1214                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE, 0);
1215 }
1216
1217 /*
1218  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1219  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1220  * and the node number must contain a valid target node.
1221  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1222  */
1223 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1224                                       struct page_to_node *pm,
1225                                       int migrate_all)
1226 {
1227         int err;
1228         struct page_to_node *pp;
1229         LIST_HEAD(pagelist);
1230
1231         down_read(&mm->mmap_sem);
1232
1233         /*
1234          * Build a list of pages to migrate
1235          */
1236         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1237                 struct vm_area_struct *vma;
1238                 struct page *page;
1239
1240                 err = -EFAULT;
1241                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1242                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1243                         goto set_status;
1244
1245                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1246                 page = follow_page(vma, pp->addr,
1247                                 FOLL_GET | FOLL_SPLIT | FOLL_DUMP);
1248
1249                 err = PTR_ERR(page);
1250                 if (IS_ERR(page))
1251                         goto set_status;
1252
1253                 err = -ENOENT;
1254                 if (!page)
1255                         goto set_status;
1256
1257                 pp->page = page;
1258                 err = page_to_nid(page);
1259
1260                 if (err == pp->node)
1261                         /*
1262                          * Node already in the right place
1263                          */
1264                         goto put_and_set;
1265
1266                 err = -EACCES;
1267                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1268                                 !migrate_all)
1269                         goto put_and_set;
1270
1271                 if (PageHuge(page)) {
1272                         if (PageHead(page))
1273                                 isolate_huge_page(page, &pagelist);
1274                         goto put_and_set;
1275                 }
1276
1277                 err = isolate_lru_page(page);
1278                 if (!err) {
1279                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1280                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1281                                             page_is_file_cache(page));
1282                 }
1283 put_and_set:
1284                 /*
1285                  * Either remove the duplicate refcount from
1286                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1287                  * not isolated.
1288                  */
1289                 put_page(page);
1290 set_status:
1291                 pp->status = err;
1292         }
1293
1294         err = 0;
1295         if (!list_empty(&pagelist)) {
1296                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node, NULL,
1297                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1298                 if (err)
1299                         putback_movable_pages(&pagelist);
1300         }
1301
1302         up_read(&mm->mmap_sem);
1303         return err;
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1308  * the corresponding array of status.
1309  */
1310 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1311                          unsigned long nr_pages,
1312                          const void __user * __user *pages,
1313                          const int __user *nodes,
1314                          int __user *status, int flags)
1315 {
1316         struct page_to_node *pm;
1317         unsigned long chunk_nr_pages;
1318         unsigned long chunk_start;
1319         int err;
1320
1321         err = -ENOMEM;
1322         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1323         if (!pm)
1324                 goto out;
1325
1326         migrate_prep();
1327
1328         /*
1329          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1330          * but keep the last one as a marker
1331          */
1332         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1333
1334         for (chunk_start = 0;
1335              chunk_start < nr_pages;
1336              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1337                 int j;
1338
1339                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1340                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1341
1342                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1343                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1344                         const void __user *p;
1345                         int node;
1346
1347                         err = -EFAULT;
1348                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1349                                 goto out_pm;
1350                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1351
1352                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1353                                 goto out_pm;
1354
1355                         err = -ENODEV;
1356                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1357                                 goto out_pm;
1358
1359                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1360                                 goto out_pm;
1361
1362                         err = -EACCES;
1363                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1364                                 goto out_pm;
1365
1366                         pm[j].node = node;
1367                 }
1368
1369                 /* End marker for this chunk */
1370                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1371
1372                 /* Migrate this chunk */
1373                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1374                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1375                 if (err < 0)
1376                         goto out_pm;
1377
1378                 /* Return status information */
1379                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1380                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1381                                 err = -EFAULT;
1382                                 goto out_pm;
1383                         }
1384         }
1385         err = 0;
1386
1387 out_pm:
1388         free_page((unsigned long)pm);
1389 out:
1390         return err;
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1395  */
1396 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1397                                 const void __user **pages, int *status)
1398 {
1399         unsigned long i;
1400
1401         down_read(&mm->mmap_sem);
1402
1403         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1404                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1405                 struct vm_area_struct *vma;
1406                 struct page *page;
1407                 int err = -EFAULT;
1408
1409                 vma = find_vma(mm, addr);
1410                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1411                         goto set_status;
1412
1413                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1414                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_DUMP);
1415
1416                 err = PTR_ERR(page);
1417                 if (IS_ERR(page))
1418                         goto set_status;
1419
1420                 err = page ? page_to_nid(page) : -ENOENT;
1421 set_status:
1422                 *status = err;
1423
1424                 pages++;
1425                 status++;
1426         }
1427
1428         up_read(&mm->mmap_sem);
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1433  * a user array of status.
1434  */
1435 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1436                          const void __user * __user *pages,
1437                          int __user *status)
1438 {
1439 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1440         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1441         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1442
1443         while (nr_pages) {
1444                 unsigned long chunk_nr;
1445
1446                 chunk_nr = nr_pages;
1447                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1448                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1449
1450                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1451                         break;
1452
1453                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1454
1455                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1456                         break;
1457
1458                 pages += chunk_nr;
1459                 status += chunk_nr;
1460                 nr_pages -= chunk_nr;
1461         }
1462         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1463 }
1464
1465 /*
1466  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1467  * process.
1468  */
1469 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1470                 const void __user * __user *, pages,
1471                 const int __user *, nodes,
1472                 int __user *, status, int, flags)
1473 {
1474         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1475         struct task_struct *task;
1476         struct mm_struct *mm;
1477         int err;
1478         nodemask_t task_nodes;
1479
1480         /* Check flags */
1481         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1482                 return -EINVAL;
1483
1484         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1485                 return -EPERM;
1486
1487         /* Find the mm_struct */
1488         rcu_read_lock();
1489         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1490         if (!task) {
1491                 rcu_read_unlock();
1492                 return -ESRCH;
1493         }
1494         get_task_struct(task);
1495
1496         /*
1497          * Check if this process has the right to modify the specified
1498          * process. The right exists if the process has administrative
1499          * capabilities, superuser privileges or the same
1500          * userid as the target process.
1501          */
1502         tcred = __task_cred(task);
1503         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1504             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1505             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1506                 rcu_read_unlock();
1507                 err = -EPERM;
1508                 goto out;
1509         }
1510         rcu_read_unlock();
1511
1512         err = security_task_movememory(task);
1513         if (err)
1514                 goto out;
1515
1516         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1517         mm = get_task_mm(task);
1518         put_task_struct(task);
1519
1520         if (!mm)
1521                 return -EINVAL;
1522
1523         if (nodes)
1524                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1525                                     nodes, status, flags);
1526         else
1527                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1528
1529         mmput(mm);
1530         return err;
1531
1532 out:
1533         put_task_struct(task);
1534         return err;
1535 }
1536
1537 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1538 /*
1539  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1540  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1541  */
1542 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1543                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1544 {
1545         int z;
1546         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1547                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1548
1549                 if (!populated_zone(zone))
1550                         continue;
1551
1552                 if (!zone_reclaimable(zone))
1553                         continue;
1554
1555                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1556                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1557                                        high_wmark_pages(zone) +
1558                                        nr_migrate_pages,
1559                                        0, 0))
1560                         continue;
1561                 return true;
1562         }
1563         return false;
1564 }
1565
1566 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1567                                            unsigned long data,
1568                                            int **result)
1569 {
1570         int nid = (int) data;
1571         struct page *newpage;
1572
1573         newpage = __alloc_pages_node(nid,
1574                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1575                                           __GFP_THISNODE | __GFP_NOMEMALLOC |
1576                                           __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) &
1577                                          ~GFP_IOFS, 0);
1578
1579         return newpage;
1580 }
1581
1582 /*
1583  * page migration rate limiting control.
1584  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1585  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1586  */
1587 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1588 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1589
1590 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1591 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1592                                         unsigned long nr_pages)
1593 {
1594         /*
1595          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1596          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1597          * all the time is being spent migrating!
1598          */
1599         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1600                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1601                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1602                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1603                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1604                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1605         }
1606         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1607                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1608                                                                 nr_pages);
1609                 return true;
1610         }
1611
1612         /*
1613          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1614          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1615          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1616          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1617          */
1618         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1619         return false;
1620 }
1621
1622 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1623 {
1624         int page_lru;
1625
1626         VM_BUG_ON_PAGE(compound_order(page) && !PageTransHuge(page), page);
1627
1628         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1629         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1630                 return 0;
1631
1632         if (isolate_lru_page(page))
1633                 return 0;
1634
1635         /*
1636          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1637          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1638          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1639          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1640          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1641          */
1642         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1643                 putback_lru_page(page);
1644                 return 0;
1645         }
1646
1647         page_lru = page_is_file_cache(page);
1648         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1649                                 hpage_nr_pages(page));
1650
1651         /*
1652          * Isolating the page has taken another reference, so the
1653          * caller's reference can be safely dropped without the page
1654          * disappearing underneath us during migration.
1655          */
1656         put_page(page);
1657         return 1;
1658 }
1659
1660 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1661 {
1662         struct page *page = pmd_page(pmd);
1663         return PageLocked(page);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1668  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1669  * the page that will be dropped by this function before returning.
1670  */
1671 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1672                            int node)
1673 {
1674         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1675         int isolated;
1676         int nr_remaining;
1677         LIST_HEAD(migratepages);
1678
1679         /*
1680          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1681          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1682          */
1683         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1684             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1685                 goto out;
1686
1687         /*
1688          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1689          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1690          * all the time is being spent migrating!
1691          */
1692         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1693                 goto out;
1694
1695         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1696         if (!isolated)
1697                 goto out;
1698
1699         list_add(&page->lru, &migratepages);
1700         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1701                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
1702                                      MR_NUMA_MISPLACED);
1703         if (nr_remaining) {
1704                 if (!list_empty(&migratepages)) {
1705                         list_del(&page->lru);
1706                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1707                                         page_is_file_cache(page));
1708                         putback_lru_page(page);
1709                 }
1710                 isolated = 0;
1711         } else
1712                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1713         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1714         return isolated;
1715
1716 out:
1717         put_page(page);
1718         return 0;
1719 }
1720 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1721
1722 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1723 /*
1724  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1725  * before returning.
1726  */
1727 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1728                                 struct vm_area_struct *vma,
1729                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1730                                 unsigned long address,
1731                                 struct page *page, int node)
1732 {
1733         spinlock_t *ptl;
1734         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1735         int isolated = 0;
1736         struct page *new_page = NULL;
1737         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1738         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1739         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1740         pmd_t orig_entry;
1741
1742         /*
1743          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1744          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1745          * all the time is being spent migrating!
1746          */
1747         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1748                 goto out_dropref;
1749
1750         new_page = alloc_pages_node(node,
1751                 (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT,
1752                 HPAGE_PMD_ORDER);
1753         if (!new_page)
1754                 goto out_fail;
1755
1756         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1757         if (!isolated) {
1758                 put_page(new_page);
1759                 goto out_fail;
1760         }
1761
1762         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1763                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1764
1765         /* Prepare a page as a migration target */
1766         __set_page_locked(new_page);
1767         SetPageSwapBacked(new_page);
1768
1769         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1770         new_page->mapping = page->mapping;
1771         new_page->index = page->index;
1772         migrate_page_copy(new_page, page);
1773         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1774
1775         /* Recheck the target PMD */
1776         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1777         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1778         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1779 fail_putback:
1780                 spin_unlock(ptl);
1781                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1782
1783                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1784                 if (TestClearPageActive(new_page))
1785                         SetPageActive(page);
1786                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1787                         SetPageUnevictable(page);
1788
1789                 unlock_page(new_page);
1790                 put_page(new_page);             /* Free it */
1791
1792                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1793                 get_page(page);
1794                 putback_lru_page(page);
1795                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1796                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1797
1798                 goto out_unlock;
1799         }
1800
1801         orig_entry = *pmd;
1802         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1803         entry = pmd_mkhuge(entry);
1804         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1805
1806         /*
1807          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1808          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1809          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1810          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1811          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1812          */
1813         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1814         page_add_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1815         pmdp_huge_clear_flush_notify(vma, mmun_start, pmd);
1816         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1817         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1818         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1819
1820         if (page_count(page) != 2) {
1821                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1822                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1823                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, mmun_start, mmun_end);
1824                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1825                 page_remove_rmap(new_page);
1826                 goto fail_putback;
1827         }
1828
1829         mlock_migrate_page(new_page, page);
1830         set_page_memcg(new_page, page_memcg(page));
1831         set_page_memcg(page, NULL);
1832         page_remove_rmap(page);
1833
1834         spin_unlock(ptl);
1835         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1836
1837         /* Take an "isolate" reference and put new page on the LRU. */
1838         get_page(new_page);
1839         putback_lru_page(new_page);
1840
1841         unlock_page(new_page);
1842         unlock_page(page);
1843         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1844         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1845
1846         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1847         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1848
1849         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1850                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1851                         -HPAGE_PMD_NR);
1852         return isolated;
1853
1854 out_fail:
1855         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1856 out_dropref:
1857         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1858         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1859                 entry = pmd_modify(entry, vma->vm_page_prot);
1860                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1861                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1862         }
1863         spin_unlock(ptl);
1864
1865 out_unlock:
1866         unlock_page(page);
1867         put_page(page);
1868         return 0;
1869 }
1870 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1871
1872 #endif /* CONFIG_NUMA */