]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - mm/migrate.c
mm: page migration fix PageMlocked on migrated pages
[linux-beck.git] / mm / migrate.c
1 /*
2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migration.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/memcontrol.h>
34 #include <linux/syscalls.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/hugetlb_cgroup.h>
37 #include <linux/gfp.h>
38 #include <linux/balloon_compaction.h>
39 #include <linux/mmu_notifier.h>
40 #include <linux/page_idle.h>
41
42 #include <asm/tlbflush.h>
43
44 #define CREATE_TRACE_POINTS
45 #include <trace/events/migrate.h>
46
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
51  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
52  * undesirable, use migrate_prep_local()
53  */
54 int migrate_prep(void)
55 {
56         /*
57          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
58          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
59          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
60          * pages that may be busy.
61          */
62         lru_add_drain_all();
63
64         return 0;
65 }
66
67 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
68 int migrate_prep_local(void)
69 {
70         lru_add_drain();
71
72         return 0;
73 }
74
75 /*
76  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
77  * from where they were once taken off for compaction/migration.
78  *
79  * This function shall be used whenever the isolated pageset has been
80  * built from lru, balloon, hugetlbfs page. See isolate_migratepages_range()
81  * and isolate_huge_page().
82  */
83 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
84 {
85         struct page *page;
86         struct page *page2;
87
88         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
89                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
90                         putback_active_hugepage(page);
91                         continue;
92                 }
93                 list_del(&page->lru);
94                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
95                                 page_is_file_cache(page));
96                 if (unlikely(isolated_balloon_page(page)))
97                         balloon_page_putback(page);
98                 else
99                         putback_lru_page(page);
100         }
101 }
102
103 /*
104  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
105  */
106 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
107                                  unsigned long addr, void *old)
108 {
109         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
110         swp_entry_t entry;
111         pmd_t *pmd;
112         pte_t *ptep, pte;
113         spinlock_t *ptl;
114
115         if (unlikely(PageHuge(new))) {
116                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
117                 if (!ptep)
118                         goto out;
119                 ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, ptep);
120         } else {
121                 pmd = mm_find_pmd(mm, addr);
122                 if (!pmd)
123                         goto out;
124
125                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
126
127                 /*
128                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
129                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
130                  */
131
132                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
133         }
134
135         spin_lock(ptl);
136         pte = *ptep;
137         if (!is_swap_pte(pte))
138                 goto unlock;
139
140         entry = pte_to_swp_entry(pte);
141
142         if (!is_migration_entry(entry) ||
143             migration_entry_to_page(entry) != old)
144                 goto unlock;
145
146         get_page(new);
147         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
148         if (pte_swp_soft_dirty(*ptep))
149                 pte = pte_mksoft_dirty(pte);
150
151         /* Recheck VMA as permissions can change since migration started  */
152         if (is_write_migration_entry(entry))
153                 pte = maybe_mkwrite(pte, vma);
154
155 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
156         if (PageHuge(new)) {
157                 pte = pte_mkhuge(pte);
158                 pte = arch_make_huge_pte(pte, vma, new, 0);
159         }
160 #endif
161         flush_dcache_page(new);
162         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
163
164         if (PageHuge(new)) {
165                 if (PageAnon(new))
166                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
167                 else
168                         page_dup_rmap(new);
169         } else if (PageAnon(new))
170                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
171         else
172                 page_add_file_rmap(new);
173
174         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
175                 mlock_vma_page(new);
176
177         /* No need to invalidate - it was non-present before */
178         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
179 unlock:
180         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
181 out:
182         return SWAP_AGAIN;
183 }
184
185 /*
186  * Get rid of all migration entries and replace them by
187  * references to the indicated page.
188  */
189 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
190 {
191         struct rmap_walk_control rwc = {
192                 .rmap_one = remove_migration_pte,
193                 .arg = old,
194         };
195
196         rmap_walk(new, &rwc);
197 }
198
199 /*
200  * Something used the pte of a page under migration. We need to
201  * get to the page and wait until migration is finished.
202  * When we return from this function the fault will be retried.
203  */
204 void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
205                                 spinlock_t *ptl)
206 {
207         pte_t pte;
208         swp_entry_t entry;
209         struct page *page;
210
211         spin_lock(ptl);
212         pte = *ptep;
213         if (!is_swap_pte(pte))
214                 goto out;
215
216         entry = pte_to_swp_entry(pte);
217         if (!is_migration_entry(entry))
218                 goto out;
219
220         page = migration_entry_to_page(entry);
221
222         /*
223          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
224          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
225          * against a page without get_page().
226          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
227          * will occur again.
228          */
229         if (!get_page_unless_zero(page))
230                 goto out;
231         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
232         wait_on_page_locked(page);
233         put_page(page);
234         return;
235 out:
236         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
237 }
238
239 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
240                                 unsigned long address)
241 {
242         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
243         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
244         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
245 }
246
247 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma,
248                 struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
249 {
250         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, pte);
251         __migration_entry_wait(mm, pte, ptl);
252 }
253
254 #ifdef CONFIG_BLOCK
255 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
256 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
257                                                         enum migrate_mode mode)
258 {
259         struct buffer_head *bh = head;
260
261         /* Simple case, sync compaction */
262         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
263                 do {
264                         get_bh(bh);
265                         lock_buffer(bh);
266                         bh = bh->b_this_page;
267
268                 } while (bh != head);
269
270                 return true;
271         }
272
273         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
274         do {
275                 get_bh(bh);
276                 if (!trylock_buffer(bh)) {
277                         /*
278                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
279                          * async migration. Release the taken locks
280                          */
281                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
282                         put_bh(failed_bh);
283                         bh = head;
284                         while (bh != failed_bh) {
285                                 unlock_buffer(bh);
286                                 put_bh(bh);
287                                 bh = bh->b_this_page;
288                         }
289                         return false;
290                 }
291
292                 bh = bh->b_this_page;
293         } while (bh != head);
294         return true;
295 }
296 #else
297 static inline bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
298                                                         enum migrate_mode mode)
299 {
300         return true;
301 }
302 #endif /* CONFIG_BLOCK */
303
304 /*
305  * Replace the page in the mapping.
306  *
307  * The number of remaining references must be:
308  * 1 for anonymous pages without a mapping
309  * 2 for pages with a mapping
310  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
311  */
312 int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
313                 struct page *newpage, struct page *page,
314                 struct buffer_head *head, enum migrate_mode mode,
315                 int extra_count)
316 {
317         int expected_count = 1 + extra_count;
318         void **pslot;
319
320         if (!mapping) {
321                 /* Anonymous page without mapping */
322                 if (page_count(page) != expected_count)
323                         return -EAGAIN;
324                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
325         }
326
327         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
328
329         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
330                                         page_index(page));
331
332         expected_count += 1 + page_has_private(page);
333         if (page_count(page) != expected_count ||
334                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
335                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
336                 return -EAGAIN;
337         }
338
339         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
340                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
341                 return -EAGAIN;
342         }
343
344         /*
345          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
346          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
347          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
348          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
349          * block waiting on other references to be dropped.
350          */
351         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
352                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
353                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
354                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
355                 return -EAGAIN;
356         }
357
358         /*
359          * Now we know that no one else is looking at the page.
360          */
361         get_page(newpage);      /* add cache reference */
362         if (PageSwapCache(page)) {
363                 SetPageSwapCache(newpage);
364                 set_page_private(newpage, page_private(page));
365         }
366
367         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
368
369         /*
370          * Drop cache reference from old page by unfreezing
371          * to one less reference.
372          * We know this isn't the last reference.
373          */
374         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
375
376         /*
377          * If moved to a different zone then also account
378          * the page for that zone. Other VM counters will be
379          * taken care of when we establish references to the
380          * new page and drop references to the old page.
381          *
382          * Note that anonymous pages are accounted for
383          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
384          * are mapped to swap space.
385          */
386         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
387         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
388         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
389                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
390                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
391         }
392         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
393
394         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
395 }
396
397 /*
398  * The expected number of remaining references is the same as that
399  * of migrate_page_move_mapping().
400  */
401 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
402                                    struct page *newpage, struct page *page)
403 {
404         int expected_count;
405         void **pslot;
406
407         if (!mapping) {
408                 if (page_count(page) != 1)
409                         return -EAGAIN;
410                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
411         }
412
413         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
414
415         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
416                                         page_index(page));
417
418         expected_count = 2 + page_has_private(page);
419         if (page_count(page) != expected_count ||
420                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
421                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
422                 return -EAGAIN;
423         }
424
425         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
426                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
427                 return -EAGAIN;
428         }
429
430         get_page(newpage);
431
432         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
433
434         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
435
436         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
437         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
438 }
439
440 /*
441  * Gigantic pages are so large that we do not guarantee that page++ pointer
442  * arithmetic will work across the entire page.  We need something more
443  * specialized.
444  */
445 static void __copy_gigantic_page(struct page *dst, struct page *src,
446                                 int nr_pages)
447 {
448         int i;
449         struct page *dst_base = dst;
450         struct page *src_base = src;
451
452         for (i = 0; i < nr_pages; ) {
453                 cond_resched();
454                 copy_highpage(dst, src);
455
456                 i++;
457                 dst = mem_map_next(dst, dst_base, i);
458                 src = mem_map_next(src, src_base, i);
459         }
460 }
461
462 static void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src)
463 {
464         int i;
465         int nr_pages;
466
467         if (PageHuge(src)) {
468                 /* hugetlbfs page */
469                 struct hstate *h = page_hstate(src);
470                 nr_pages = pages_per_huge_page(h);
471
472                 if (unlikely(nr_pages > MAX_ORDER_NR_PAGES)) {
473                         __copy_gigantic_page(dst, src, nr_pages);
474                         return;
475                 }
476         } else {
477                 /* thp page */
478                 BUG_ON(!PageTransHuge(src));
479                 nr_pages = hpage_nr_pages(src);
480         }
481
482         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
483                 cond_resched();
484                 copy_highpage(dst + i, src + i);
485         }
486 }
487
488 /*
489  * Copy the page to its new location
490  */
491 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
492 {
493         int cpupid;
494
495         if (PageHuge(page) || PageTransHuge(page))
496                 copy_huge_page(newpage, page);
497         else
498                 copy_highpage(newpage, page);
499
500         if (PageError(page))
501                 SetPageError(newpage);
502         if (PageReferenced(page))
503                 SetPageReferenced(newpage);
504         if (PageUptodate(page))
505                 SetPageUptodate(newpage);
506         if (TestClearPageActive(page)) {
507                 VM_BUG_ON_PAGE(PageUnevictable(page), page);
508                 SetPageActive(newpage);
509         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
510                 SetPageUnevictable(newpage);
511         if (PageChecked(page))
512                 SetPageChecked(newpage);
513         if (PageMappedToDisk(page))
514                 SetPageMappedToDisk(newpage);
515
516         if (PageDirty(page)) {
517                 clear_page_dirty_for_io(page);
518                 /*
519                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
520                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
521                  * but we can't use set_page_dirty because that function
522                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
523                  * Whereas only part of our page may be dirty.
524                  */
525                 if (PageSwapBacked(page))
526                         SetPageDirty(newpage);
527                 else
528                         __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
529         }
530
531         if (page_is_young(page))
532                 set_page_young(newpage);
533         if (page_is_idle(page))
534                 set_page_idle(newpage);
535
536         /*
537          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
538          * future migrations of this same page.
539          */
540         cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, -1);
541         page_cpupid_xchg_last(newpage, cpupid);
542
543         ksm_migrate_page(newpage, page);
544         /*
545          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
546          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
547          */
548         if (PageSwapCache(page))
549                 ClearPageSwapCache(page);
550         ClearPagePrivate(page);
551         set_page_private(page, 0);
552
553         /*
554          * If any waiters have accumulated on the new page then
555          * wake them up.
556          */
557         if (PageWriteback(newpage))
558                 end_page_writeback(newpage);
559 }
560
561 /************************************************************
562  *                    Migration functions
563  ***********************************************************/
564
565 /*
566  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
567  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
568  *
569  * Pages are locked upon entry and exit.
570  */
571 int migrate_page(struct address_space *mapping,
572                 struct page *newpage, struct page *page,
573                 enum migrate_mode mode)
574 {
575         int rc;
576
577         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
578
579         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode, 0);
580
581         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
582                 return rc;
583
584         migrate_page_copy(newpage, page);
585         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
586 }
587 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
588
589 #ifdef CONFIG_BLOCK
590 /*
591  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
592  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
593  * exist.
594  */
595 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
596                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
597 {
598         struct buffer_head *bh, *head;
599         int rc;
600
601         if (!page_has_buffers(page))
602                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
603
604         head = page_buffers(page);
605
606         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode, 0);
607
608         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
609                 return rc;
610
611         /*
612          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
613          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
614          * need to be locked now
615          */
616         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
617                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
618
619         ClearPagePrivate(page);
620         set_page_private(newpage, page_private(page));
621         set_page_private(page, 0);
622         put_page(page);
623         get_page(newpage);
624
625         bh = head;
626         do {
627                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
628                 bh = bh->b_this_page;
629
630         } while (bh != head);
631
632         SetPagePrivate(newpage);
633
634         migrate_page_copy(newpage, page);
635
636         bh = head;
637         do {
638                 unlock_buffer(bh);
639                 put_bh(bh);
640                 bh = bh->b_this_page;
641
642         } while (bh != head);
643
644         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
645 }
646 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
647 #endif
648
649 /*
650  * Writeback a page to clean the dirty state
651  */
652 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
653 {
654         struct writeback_control wbc = {
655                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
656                 .nr_to_write = 1,
657                 .range_start = 0,
658                 .range_end = LLONG_MAX,
659                 .for_reclaim = 1
660         };
661         int rc;
662
663         if (!mapping->a_ops->writepage)
664                 /* No write method for the address space */
665                 return -EINVAL;
666
667         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
668                 /* Someone else already triggered a write */
669                 return -EAGAIN;
670
671         /*
672          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
673          * the page on some queue. So the page must be clean for
674          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
675          * page state is no longer what we checked for earlier.
676          * At this point we know that the migration attempt cannot
677          * be successful.
678          */
679         remove_migration_ptes(page, page);
680
681         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
682
683         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
684                 /* unlocked. Relock */
685                 lock_page(page);
686
687         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
688 }
689
690 /*
691  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
692  */
693 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
694         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
695 {
696         if (PageDirty(page)) {
697                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
698                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
699                         return -EBUSY;
700                 return writeout(mapping, page);
701         }
702
703         /*
704          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
705          * We must have no buffers or drop them.
706          */
707         if (page_has_private(page) &&
708             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
709                 return -EAGAIN;
710
711         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
712 }
713
714 /*
715  * Move a page to a newly allocated page
716  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
717  *
718  * The new page will have replaced the old page if this function
719  * is successful.
720  *
721  * Return value:
722  *   < 0 - error code
723  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
724  */
725 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
726                                 int page_was_mapped, enum migrate_mode mode)
727 {
728         struct address_space *mapping;
729         int rc;
730
731         /*
732          * Block others from accessing the page when we get around to
733          * establishing additional references. We are the only one
734          * holding a reference to the new page at this point.
735          */
736         if (!trylock_page(newpage))
737                 BUG();
738
739         /* Prepare mapping for the new page.*/
740         newpage->index = page->index;
741         newpage->mapping = page->mapping;
742         if (PageSwapBacked(page))
743                 SetPageSwapBacked(newpage);
744
745         /*
746          * Indirectly called below, migrate_page_copy() copies PG_dirty and thus
747          * needs newpage's memcg set to transfer memcg dirty page accounting.
748          * So perform memcg migration in two steps:
749          * 1. set newpage->mem_cgroup (here)
750          * 2. clear page->mem_cgroup (below)
751          */
752         set_page_memcg(newpage, page_memcg(page));
753
754         mapping = page_mapping(page);
755         if (!mapping)
756                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
757         else if (mapping->a_ops->migratepage)
758                 /*
759                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
760                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
761                  * space which also has its own migratepage callback. This
762                  * is the most common path for page migration.
763                  */
764                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
765                                                 newpage, page, mode);
766         else
767                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
768
769         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
770                 set_page_memcg(newpage, NULL);
771                 newpage->mapping = NULL;
772         } else {
773                 set_page_memcg(page, NULL);
774                 if (page_was_mapped)
775                         remove_migration_ptes(page, newpage);
776                 page->mapping = NULL;
777         }
778
779         unlock_page(newpage);
780
781         return rc;
782 }
783
784 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
785                                 int force, enum migrate_mode mode)
786 {
787         int rc = -EAGAIN;
788         int page_was_mapped = 0;
789         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
790
791         if (!trylock_page(page)) {
792                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
793                         goto out;
794
795                 /*
796                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
797                  * For example, during page readahead pages are added locked
798                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
799                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
800                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
801                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
802                  * second or third page, the process can end up locking
803                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
804                  * trying to be clever about what pages can be locked,
805                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
806                  * altogether.
807                  */
808                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
809                         goto out;
810
811                 lock_page(page);
812         }
813
814         if (PageWriteback(page)) {
815                 /*
816                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
817                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
818                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
819                  * the overhead of stalling is too much
820                  */
821                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
822                         rc = -EBUSY;
823                         goto out_unlock;
824                 }
825                 if (!force)
826                         goto out_unlock;
827                 wait_on_page_writeback(page);
828         }
829         /*
830          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
831          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
832          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
833          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
834          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
835          * just care Anon page here.
836          */
837         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page)) {
838                 /*
839                  * Only page_lock_anon_vma_read() understands the subtleties of
840                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
841                  */
842                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
843                 if (anon_vma) {
844                         /*
845                          * Anon page
846                          */
847                 } else if (PageSwapCache(page)) {
848                         /*
849                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
850                          * swapcache page is safe to use because we don't
851                          * know in advance if the VMA that this page belonged
852                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
853                          * data have been freed, then the anon_vma could
854                          * already be invalid.
855                          *
856                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
857                          * migrated but are not remapped when migration
858                          * completes
859                          */
860                 } else {
861                         goto out_unlock;
862                 }
863         }
864
865         if (unlikely(isolated_balloon_page(page))) {
866                 /*
867                  * A ballooned page does not need any special attention from
868                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
869                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
870                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
871                  * the page migration right away (proteced by page lock).
872                  */
873                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
874                 goto out_unlock;
875         }
876
877         /*
878          * Corner case handling:
879          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
880          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
881          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
882          * trigger a BUG.  So handle it here.
883          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
884          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
885          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
886          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
887          * free the metadata, so the page can be freed.
888          */
889         if (!page->mapping) {
890                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page), page);
891                 if (page_has_private(page)) {
892                         try_to_free_buffers(page);
893                         goto out_unlock;
894                 }
895                 goto skip_unmap;
896         }
897
898         /* Establish migration ptes or remove ptes */
899         if (page_mapped(page)) {
900                 try_to_unmap(page,
901                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
902                 page_was_mapped = 1;
903         }
904
905 skip_unmap:
906         if (!page_mapped(page))
907                 rc = move_to_new_page(newpage, page, page_was_mapped, mode);
908
909         if (rc && page_was_mapped)
910                 remove_migration_ptes(page, page);
911
912         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
913         if (anon_vma)
914                 put_anon_vma(anon_vma);
915
916 out_unlock:
917         unlock_page(page);
918 out:
919         return rc;
920 }
921
922 /*
923  * gcc 4.7 and 4.8 on arm get an ICEs when inlining unmap_and_move().  Work
924  * around it.
925  */
926 #if (GCC_VERSION >= 40700 && GCC_VERSION < 40900) && defined(CONFIG_ARM)
927 #define ICE_noinline noinline
928 #else
929 #define ICE_noinline
930 #endif
931
932 /*
933  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
934  * to the newly allocated page in newpage.
935  */
936 static ICE_noinline int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
937                                    free_page_t put_new_page,
938                                    unsigned long private, struct page *page,
939                                    int force, enum migrate_mode mode,
940                                    enum migrate_reason reason)
941 {
942         int rc = 0;
943         int *result = NULL;
944         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
945
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
960 out:
961         if (rc != -EAGAIN) {
962                 /*
963                  * A page that has been migrated has all references
964                  * removed and will be freed. A page that has not been
965                  * migrated will have kepts its references and be
966                  * restored.
967                  */
968                 list_del(&page->lru);
969                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
970                                 page_is_file_cache(page));
971                 /* Soft-offlined page shouldn't go through lru cache list */
972                 if (reason == MR_MEMORY_FAILURE) {
973                         put_page(page);
974                         if (!test_set_page_hwpoison(page))
975                                 num_poisoned_pages_inc();
976                 } else
977                         putback_lru_page(page);
978         }
979
980         /*
981          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
982          * it.  Otherwise, putback_lru_page() will drop the reference grabbed
983          * during isolation.
984          */
985         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && put_new_page) {
986                 ClearPageSwapBacked(newpage);
987                 put_new_page(newpage, private);
988         } else if (unlikely(__is_movable_balloon_page(newpage))) {
989                 /* drop our reference, page already in the balloon */
990                 put_page(newpage);
991         } else
992                 putback_lru_page(newpage);
993
994         if (result) {
995                 if (rc)
996                         *result = rc;
997                 else
998                         *result = page_to_nid(newpage);
999         }
1000         return rc;
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1005  *
1006  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1007  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1008  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1009  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1010  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1011  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1012  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1013  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1014  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1015  * hugepage migration fails without data corruption.
1016  *
1017  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1018  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1019  * will wait in the page fault for migration to complete.
1020  */
1021 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1022                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1023                                 struct page *hpage, int force,
1024                                 enum migrate_mode mode)
1025 {
1026         int rc = 0;
1027         int *result = NULL;
1028         int page_was_mapped = 0;
1029         struct page *new_hpage;
1030         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1031
1032         /*
1033          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1034          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1035          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1036          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1037          * kicking migration.
1038          */
1039         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage))) {
1040                 putback_active_hugepage(hpage);
1041                 return -ENOSYS;
1042         }
1043
1044         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1045         if (!new_hpage)
1046                 return -ENOMEM;
1047
1048         rc = -EAGAIN;
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
1077         unlock_page(hpage);
1078 out:
1079         if (rc != -EAGAIN)
1080                 putback_active_hugepage(hpage);
1081
1082         /*
1083          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1084          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1085          * isolation.
1086          */
1087         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && put_new_page)
1088                 put_new_page(new_hpage, private);
1089         else
1090                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1091
1092         if (result) {
1093                 if (rc)
1094                         *result = rc;
1095                 else
1096                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1097         }
1098         return rc;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1103  *                 supplied as the target for the page migration
1104  *
1105  * @from:               The list of pages to be migrated.
1106  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1107  *                      as the target of the page migration.
1108  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1109  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1110  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1111  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1112  *                      page migration, if any.
1113  * @reason:             The reason for page migration.
1114  *
1115  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1116  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1117  * The caller should call putback_lru_pages() to return pages to the LRU
1118  * or free list only if ret != 0.
1119  *
1120  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1121  */
1122 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1123                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1124                 enum migrate_mode mode, int reason)
1125 {
1126         int retry = 1;
1127         int nr_failed = 0;
1128         int nr_succeeded = 0;
1129         int pass = 0;
1130         struct page *page;
1131         struct page *page2;
1132         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1133         int rc;
1134
1135         if (!swapwrite)
1136                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1137
1138         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1139                 retry = 0;
1140
1141                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1142                         cond_resched();
1143
1144                         if (PageHuge(page))
1145                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1146                                                 put_new_page, private, page,
1147                                                 pass > 2, mode);
1148                         else
1149                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1150                                                 private, page, pass > 2, mode,
1151                                                 reason);
1152
1153                         switch(rc) {
1154                         case -ENOMEM:
1155                                 goto out;
1156                         case -EAGAIN:
1157                                 retry++;
1158                                 break;
1159                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1160                                 nr_succeeded++;
1161                                 break;
1162                         default:
1163                                 /*
1164                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1165                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1166                                  * removed from migration page list and not
1167                                  * retried in the next outer loop.
1168                                  */
1169                                 nr_failed++;
1170                                 break;
1171                         }
1172                 }
1173         }
1174         nr_failed += retry;
1175         rc = nr_failed;
1176 out:
1177         if (nr_succeeded)
1178                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1179         if (nr_failed)
1180                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1181         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1182
1183         if (!swapwrite)
1184                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1185
1186         return rc;
1187 }
1188
1189 #ifdef CONFIG_NUMA
1190 /*
1191  * Move a list of individual pages
1192  */
1193 struct page_to_node {
1194         unsigned long addr;
1195         struct page *page;
1196         int node;
1197         int status;
1198 };
1199
1200 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1201                 int **result)
1202 {
1203         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1204
1205         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1206                 pm++;
1207
1208         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1209                 return NULL;
1210
1211         *result = &pm->status;
1212
1213         if (PageHuge(p))
1214                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1215                                         pm->node);
1216         else
1217                 return __alloc_pages_node(pm->node,
1218                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE, 0);
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1223  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1224  * and the node number must contain a valid target node.
1225  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1226  */
1227 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1228                                       struct page_to_node *pm,
1229                                       int migrate_all)
1230 {
1231         int err;
1232         struct page_to_node *pp;
1233         LIST_HEAD(pagelist);
1234
1235         down_read(&mm->mmap_sem);
1236
1237         /*
1238          * Build a list of pages to migrate
1239          */
1240         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1241                 struct vm_area_struct *vma;
1242                 struct page *page;
1243
1244                 err = -EFAULT;
1245                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1246                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1247                         goto set_status;
1248
1249                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1250                 page = follow_page(vma, pp->addr,
1251                                 FOLL_GET | FOLL_SPLIT | FOLL_DUMP);
1252
1253                 err = PTR_ERR(page);
1254                 if (IS_ERR(page))
1255                         goto set_status;
1256
1257                 err = -ENOENT;
1258                 if (!page)
1259                         goto set_status;
1260
1261                 pp->page = page;
1262                 err = page_to_nid(page);
1263
1264                 if (err == pp->node)
1265                         /*
1266                          * Node already in the right place
1267                          */
1268                         goto put_and_set;
1269
1270                 err = -EACCES;
1271                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1272                                 !migrate_all)
1273                         goto put_and_set;
1274
1275                 if (PageHuge(page)) {
1276                         if (PageHead(page))
1277                                 isolate_huge_page(page, &pagelist);
1278                         goto put_and_set;
1279                 }
1280
1281                 err = isolate_lru_page(page);
1282                 if (!err) {
1283                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1284                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1285                                             page_is_file_cache(page));
1286                 }
1287 put_and_set:
1288                 /*
1289                  * Either remove the duplicate refcount from
1290                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1291                  * not isolated.
1292                  */
1293                 put_page(page);
1294 set_status:
1295                 pp->status = err;
1296         }
1297
1298         err = 0;
1299         if (!list_empty(&pagelist)) {
1300                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node, NULL,
1301                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1302                 if (err)
1303                         putback_movable_pages(&pagelist);
1304         }
1305
1306         up_read(&mm->mmap_sem);
1307         return err;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1312  * the corresponding array of status.
1313  */
1314 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1315                          unsigned long nr_pages,
1316                          const void __user * __user *pages,
1317                          const int __user *nodes,
1318                          int __user *status, int flags)
1319 {
1320         struct page_to_node *pm;
1321         unsigned long chunk_nr_pages;
1322         unsigned long chunk_start;
1323         int err;
1324
1325         err = -ENOMEM;
1326         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1327         if (!pm)
1328                 goto out;
1329
1330         migrate_prep();
1331
1332         /*
1333          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1334          * but keep the last one as a marker
1335          */
1336         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1337
1338         for (chunk_start = 0;
1339              chunk_start < nr_pages;
1340              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1341                 int j;
1342
1343                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1344                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1345
1346                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1347                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1348                         const void __user *p;
1349                         int node;
1350
1351                         err = -EFAULT;
1352                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1353                                 goto out_pm;
1354                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1355
1356                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1357                                 goto out_pm;
1358
1359                         err = -ENODEV;
1360                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1361                                 goto out_pm;
1362
1363                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1364                                 goto out_pm;
1365
1366                         err = -EACCES;
1367                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1368                                 goto out_pm;
1369
1370                         pm[j].node = node;
1371                 }
1372
1373                 /* End marker for this chunk */
1374                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1375
1376                 /* Migrate this chunk */
1377                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1378                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1379                 if (err < 0)
1380                         goto out_pm;
1381
1382                 /* Return status information */
1383                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1384                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1385                                 err = -EFAULT;
1386                                 goto out_pm;
1387                         }
1388         }
1389         err = 0;
1390
1391 out_pm:
1392         free_page((unsigned long)pm);
1393 out:
1394         return err;
1395 }
1396
1397 /*
1398  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1399  */
1400 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1401                                 const void __user **pages, int *status)
1402 {
1403         unsigned long i;
1404
1405         down_read(&mm->mmap_sem);
1406
1407         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1408                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1409                 struct vm_area_struct *vma;
1410                 struct page *page;
1411                 int err = -EFAULT;
1412
1413                 vma = find_vma(mm, addr);
1414                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1415                         goto set_status;
1416
1417                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1418                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_DUMP);
1419
1420                 err = PTR_ERR(page);
1421                 if (IS_ERR(page))
1422                         goto set_status;
1423
1424                 err = page ? page_to_nid(page) : -ENOENT;
1425 set_status:
1426                 *status = err;
1427
1428                 pages++;
1429                 status++;
1430         }
1431
1432         up_read(&mm->mmap_sem);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1437  * a user array of status.
1438  */
1439 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1440                          const void __user * __user *pages,
1441                          int __user *status)
1442 {
1443 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1444         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1445         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1446
1447         while (nr_pages) {
1448                 unsigned long chunk_nr;
1449
1450                 chunk_nr = nr_pages;
1451                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1452                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1453
1454                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1455                         break;
1456
1457                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1458
1459                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1460                         break;
1461
1462                 pages += chunk_nr;
1463                 status += chunk_nr;
1464                 nr_pages -= chunk_nr;
1465         }
1466         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1471  * process.
1472  */
1473 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1474                 const void __user * __user *, pages,
1475                 const int __user *, nodes,
1476                 int __user *, status, int, flags)
1477 {
1478         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1479         struct task_struct *task;
1480         struct mm_struct *mm;
1481         int err;
1482         nodemask_t task_nodes;
1483
1484         /* Check flags */
1485         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1486                 return -EINVAL;
1487
1488         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1489                 return -EPERM;
1490
1491         /* Find the mm_struct */
1492         rcu_read_lock();
1493         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1494         if (!task) {
1495                 rcu_read_unlock();
1496                 return -ESRCH;
1497         }
1498         get_task_struct(task);
1499
1500         /*
1501          * Check if this process has the right to modify the specified
1502          * process. The right exists if the process has administrative
1503          * capabilities, superuser privileges or the same
1504          * userid as the target process.
1505          */
1506         tcred = __task_cred(task);
1507         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1508             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1509             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1510                 rcu_read_unlock();
1511                 err = -EPERM;
1512                 goto out;
1513         }
1514         rcu_read_unlock();
1515
1516         err = security_task_movememory(task);
1517         if (err)
1518                 goto out;
1519
1520         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1521         mm = get_task_mm(task);
1522         put_task_struct(task);
1523
1524         if (!mm)
1525                 return -EINVAL;
1526
1527         if (nodes)
1528                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1529                                     nodes, status, flags);
1530         else
1531                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1532
1533         mmput(mm);
1534         return err;
1535
1536 out:
1537         put_task_struct(task);
1538         return err;
1539 }
1540
1541 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1542 /*
1543  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1544  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1545  */
1546 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1547                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1548 {
1549         int z;
1550         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1551                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1552
1553                 if (!populated_zone(zone))
1554                         continue;
1555
1556                 if (!zone_reclaimable(zone))
1557                         continue;
1558
1559                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1560                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1561                                        high_wmark_pages(zone) +
1562                                        nr_migrate_pages,
1563                                        0, 0))
1564                         continue;
1565                 return true;
1566         }
1567         return false;
1568 }
1569
1570 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1571                                            unsigned long data,
1572                                            int **result)
1573 {
1574         int nid = (int) data;
1575         struct page *newpage;
1576
1577         newpage = __alloc_pages_node(nid,
1578                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1579                                           __GFP_THISNODE | __GFP_NOMEMALLOC |
1580                                           __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) &
1581                                          ~GFP_IOFS, 0);
1582
1583         return newpage;
1584 }
1585
1586 /*
1587  * page migration rate limiting control.
1588  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1589  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1590  */
1591 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1592 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1593
1594 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1595 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1596                                         unsigned long nr_pages)
1597 {
1598         /*
1599          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1600          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1601          * all the time is being spent migrating!
1602          */
1603         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1604                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1605                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1606                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1607                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1608                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1609         }
1610         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1611                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1612                                                                 nr_pages);
1613                 return true;
1614         }
1615
1616         /*
1617          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1618          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1619          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1620          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1621          */
1622         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1623         return false;
1624 }
1625
1626 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1627 {
1628         int page_lru;
1629
1630         VM_BUG_ON_PAGE(compound_order(page) && !PageTransHuge(page), page);
1631
1632         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1633         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1634                 return 0;
1635
1636         if (isolate_lru_page(page))
1637                 return 0;
1638
1639         /*
1640          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1641          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1642          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1643          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1644          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1645          */
1646         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1647                 putback_lru_page(page);
1648                 return 0;
1649         }
1650
1651         page_lru = page_is_file_cache(page);
1652         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1653                                 hpage_nr_pages(page));
1654
1655         /*
1656          * Isolating the page has taken another reference, so the
1657          * caller's reference can be safely dropped without the page
1658          * disappearing underneath us during migration.
1659          */
1660         put_page(page);
1661         return 1;
1662 }
1663
1664 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1665 {
1666         struct page *page = pmd_page(pmd);
1667         return PageLocked(page);
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1672  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1673  * the page that will be dropped by this function before returning.
1674  */
1675 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1676                            int node)
1677 {
1678         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1679         int isolated;
1680         int nr_remaining;
1681         LIST_HEAD(migratepages);
1682
1683         /*
1684          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1685          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1686          */
1687         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1688             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1689                 goto out;
1690
1691         /*
1692          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1693          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1694          * all the time is being spent migrating!
1695          */
1696         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1697                 goto out;
1698
1699         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1700         if (!isolated)
1701                 goto out;
1702
1703         list_add(&page->lru, &migratepages);
1704         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1705                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
1706                                      MR_NUMA_MISPLACED);
1707         if (nr_remaining) {
1708                 if (!list_empty(&migratepages)) {
1709                         list_del(&page->lru);
1710                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1711                                         page_is_file_cache(page));
1712                         putback_lru_page(page);
1713                 }
1714                 isolated = 0;
1715         } else
1716                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1717         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1718         return isolated;
1719
1720 out:
1721         put_page(page);
1722         return 0;
1723 }
1724 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1725
1726 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1727 /*
1728  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1729  * before returning.
1730  */
1731 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1732                                 struct vm_area_struct *vma,
1733                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1734                                 unsigned long address,
1735                                 struct page *page, int node)
1736 {
1737         spinlock_t *ptl;
1738         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1739         int isolated = 0;
1740         struct page *new_page = NULL;
1741         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1742         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1743         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1744         pmd_t orig_entry;
1745
1746         /*
1747          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1748          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1749          * all the time is being spent migrating!
1750          */
1751         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1752                 goto out_dropref;
1753
1754         new_page = alloc_pages_node(node,
1755                 (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT,
1756                 HPAGE_PMD_ORDER);
1757         if (!new_page)
1758                 goto out_fail;
1759
1760         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1761         if (!isolated) {
1762                 put_page(new_page);
1763                 goto out_fail;
1764         }
1765
1766         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1767                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1768
1769         /* Prepare a page as a migration target */
1770         __set_page_locked(new_page);
1771         SetPageSwapBacked(new_page);
1772
1773         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1774         new_page->mapping = page->mapping;
1775         new_page->index = page->index;
1776         migrate_page_copy(new_page, page);
1777         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1778
1779         /* Recheck the target PMD */
1780         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1781         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1782         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1783 fail_putback:
1784                 spin_unlock(ptl);
1785                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1786
1787                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1788                 if (TestClearPageActive(new_page))
1789                         SetPageActive(page);
1790                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1791                         SetPageUnevictable(page);
1792
1793                 unlock_page(new_page);
1794                 put_page(new_page);             /* Free it */
1795
1796                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1797                 get_page(page);
1798                 putback_lru_page(page);
1799                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1800                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1801
1802                 goto out_unlock;
1803         }
1804
1805         orig_entry = *pmd;
1806         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1807         entry = pmd_mkhuge(entry);
1808         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1809
1810         /*
1811          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1812          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1813          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1814          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1815          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1816          */
1817         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1818         page_add_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1819         pmdp_huge_clear_flush_notify(vma, mmun_start, pmd);
1820         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1821         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1822         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1823
1824         if (page_count(page) != 2) {
1825                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1826                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1827                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, mmun_start, mmun_end);
1828                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1829                 page_remove_rmap(new_page);
1830                 goto fail_putback;
1831         }
1832
1833         mlock_migrate_page(new_page, page);
1834         mem_cgroup_migrate(page, new_page, false);
1835
1836         page_remove_rmap(page);
1837
1838         spin_unlock(ptl);
1839         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1840
1841         /* Take an "isolate" reference and put new page on the LRU. */
1842         get_page(new_page);
1843         putback_lru_page(new_page);
1844
1845         unlock_page(new_page);
1846         unlock_page(page);
1847         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1848         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1849
1850         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1851         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1852
1853         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1854                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1855                         -HPAGE_PMD_NR);
1856         return isolated;
1857
1858 out_fail:
1859         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1860 out_dropref:
1861         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1862         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1863                 entry = pmd_modify(entry, vma->vm_page_prot);
1864                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1865                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1866         }
1867         spin_unlock(ptl);
1868
1869 out_unlock:
1870         unlock_page(page);
1871         put_page(page);
1872         return 0;
1873 }
1874 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1875
1876 #endif /* CONFIG_NUMA */