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