mm/migrate.c

   1 /*
   2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migrate.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
   5  *
   6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
   7  * project. The main authors of the migration code are:
   8  *
   9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
  10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
  11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
  12  * Christoph Lameter
  13  */
  14
  15 #include <linux/migrate.h>
  16 #include <linux/export.h>
  17 #include <linux/swap.h>
  18 #include <linux/swapops.h>
  19 #include <linux/pagemap.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/mm_inline.h>
  22 #include <linux/nsproxy.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/ksm.h>
  25 #include <linux/rmap.h>
  26 #include <linux/topology.h>
  27 #include <linux/cpu.h>
  28 #include <linux/cpuset.h>
  29 #include <linux/writeback.h>
  30 #include <linux/mempolicy.h>
  31 #include <linux/vmalloc.h>
  32 #include <linux/security.h>
  33 #include <linux/backing-dev.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, false);
 169         } else if (PageAnon(new))
 170                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr, false);
 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         struct zone *oldzone, *newzone;
 318         int dirty;
 319         int expected_count = 1 + extra_count;
 320         void **pslot;
 321
 322         if (!mapping) {
 323                 /* Anonymous page without mapping */
 324                 if (page_count(page) != expected_count)
 325                         return -EAGAIN;
 326
 327                 /* No turning back from here */
 328                 set_page_memcg(newpage, page_memcg(page));
 329                 newpage->index = page->index;
 330                 newpage->mapping = page->mapping;
 331                 if (PageSwapBacked(page))
 332                         SetPageSwapBacked(newpage);
 333
 334                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 335         }
 336
 337         oldzone = page_zone(page);
 338         newzone = page_zone(newpage);
 339
 340         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 341
 342         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 343                                         page_index(page));
 344
 345         expected_count += 1 + page_has_private(page);
 346         if (page_count(page) != expected_count ||
 347                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
 348                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 349                 return -EAGAIN;
 350         }
 351
 352         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 353                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 354                 return -EAGAIN;
 355         }
 356
 357         /*
 358          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
 359          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
 360          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
 361          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
 362          * block waiting on other references to be dropped.
 363          */
 364         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
 365                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
 366                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
 367                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 368                 return -EAGAIN;
 369         }
 370
 371         /*
 372          * Now we know that no one else is looking at the page:
 373          * no turning back from here.
 374          */
 375         set_page_memcg(newpage, page_memcg(page));
 376         newpage->index = page->index;
 377         newpage->mapping = page->mapping;
 378         if (PageSwapBacked(page))
 379                 SetPageSwapBacked(newpage);
 380
 381         get_page(newpage);      /* add cache reference */
 382         if (PageSwapCache(page)) {
 383                 SetPageSwapCache(newpage);
 384                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 385         }
 386
 387         /* Move dirty while page refs frozen and newpage not yet exposed */
 388         dirty = PageDirty(page);
 389         if (dirty) {
 390                 ClearPageDirty(page);
 391                 SetPageDirty(newpage);
 392         }
 393
 394         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 395
 396         /*
 397          * Drop cache reference from old page by unfreezing
 398          * to one less reference.
 399          * We know this isn't the last reference.
 400          */
 401         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
 402
 403         spin_unlock(&mapping->tree_lock);
 404         /* Leave irq disabled to prevent preemption while updating stats */
 405
 406         /*
 407          * If moved to a different zone then also account
 408          * the page for that zone. Other VM counters will be
 409          * taken care of when we establish references to the
 410          * new page and drop references to the old page.
 411          *
 412          * Note that anonymous pages are accounted for
 413          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
 414          * are mapped to swap space.
 415          */
 416         if (newzone != oldzone) {
 417                 __dec_zone_state(oldzone, NR_FILE_PAGES);
 418                 __inc_zone_state(newzone, NR_FILE_PAGES);
 419                 if (PageSwapBacked(page) && !PageSwapCache(page)) {
 420                         __dec_zone_state(oldzone, NR_SHMEM);
 421                         __inc_zone_state(newzone, NR_SHMEM);
 422                 }
 423                 if (dirty && mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
 424                         __dec_zone_state(oldzone, NR_FILE_DIRTY);
 425                         __inc_zone_state(newzone, NR_FILE_DIRTY);
 426                 }
 427         }
 428         local_irq_enable();
 429
 430         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 431 }
 432
 433 /*
 434  * The expected number of remaining references is the same as that
 435  * of migrate_page_move_mapping().
 436  */
 437 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 438                                    struct page *newpage, struct page *page)
 439 {
 440         int expected_count;
 441         void **pslot;
 442
 443         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 444
 445         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 446                                         page_index(page));
 447
 448         expected_count = 2 + page_has_private(page);
 449         if (page_count(page) != expected_count ||
 450                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
 451                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 452                 return -EAGAIN;
 453         }
 454
 455         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 456                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 457                 return -EAGAIN;
 458         }
 459
 460         set_page_memcg(newpage, page_memcg(page));
 461         newpage->index = page->index;
 462         newpage->mapping = page->mapping;
 463         get_page(newpage);
 464
 465         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 466
 467         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
 468
 469         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 470         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Gigantic pages are so large that we do not guarantee that page++ pointer
 475  * arithmetic will work across the entire page.  We need something more
 476  * specialized.
 477  */
 478 static void __copy_gigantic_page(struct page *dst, struct page *src,
 479                                 int nr_pages)
 480 {
 481         int i;
 482         struct page *dst_base = dst;
 483         struct page *src_base = src;
 484
 485         for (i = 0; i < nr_pages; ) {
 486                 cond_resched();
 487                 copy_highpage(dst, src);
 488
 489                 i++;
 490                 dst = mem_map_next(dst, dst_base, i);
 491                 src = mem_map_next(src, src_base, i);
 492         }
 493 }
 494
 495 static void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src)
 496 {
 497         int i;
 498         int nr_pages;
 499
 500         if (PageHuge(src)) {
 501                 /* hugetlbfs page */
 502                 struct hstate *h = page_hstate(src);
 503                 nr_pages = pages_per_huge_page(h);
 504
 505                 if (unlikely(nr_pages > MAX_ORDER_NR_PAGES)) {
 506                         __copy_gigantic_page(dst, src, nr_pages);
 507                         return;
 508                 }
 509         } else {
 510                 /* thp page */
 511                 BUG_ON(!PageTransHuge(src));
 512                 nr_pages = hpage_nr_pages(src);
 513         }
 514
 515         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 516                 cond_resched();
 517                 copy_highpage(dst + i, src + i);
 518         }
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Copy the page to its new location
 523  */
 524 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
 525 {
 526         int cpupid;
 527
 528         if (PageHuge(page) || PageTransHuge(page))
 529                 copy_huge_page(newpage, page);
 530         else
 531                 copy_highpage(newpage, page);
 532
 533         if (PageError(page))
 534                 SetPageError(newpage);
 535         if (PageReferenced(page))
 536                 SetPageReferenced(newpage);
 537         if (PageUptodate(page))
 538                 SetPageUptodate(newpage);
 539         if (TestClearPageActive(page)) {
 540                 VM_BUG_ON_PAGE(PageUnevictable(page), page);
 541                 SetPageActive(newpage);
 542         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
 543                 SetPageUnevictable(newpage);
 544         if (PageChecked(page))
 545                 SetPageChecked(newpage);
 546         if (PageMappedToDisk(page))
 547                 SetPageMappedToDisk(newpage);
 548
 549         /* Move dirty on pages not done by migrate_page_move_mapping() */
 550         if (PageDirty(page))
 551                 SetPageDirty(newpage);
 552
 553         if (page_is_young(page))
 554                 set_page_young(newpage);
 555         if (page_is_idle(page))
 556                 set_page_idle(newpage);
 557
 558         /*
 559          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
 560          * future migrations of this same page.
 561          */
 562         cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, -1);
 563         page_cpupid_xchg_last(newpage, cpupid);
 564
 565         ksm_migrate_page(newpage, page);
 566         /*
 567          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
 568          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
 569          */
 570         if (PageSwapCache(page))
 571                 ClearPageSwapCache(page);
 572         ClearPagePrivate(page);
 573         set_page_private(page, 0);
 574
 575         /*
 576          * If any waiters have accumulated on the new page then
 577          * wake them up.
 578          */
 579         if (PageWriteback(newpage))
 580                 end_page_writeback(newpage);
 581 }
 582
 583 /************************************************************
 584  *                    Migration functions
 585  ***********************************************************/
 586
 587 /*
 588  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
 589  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
 590  *
 591  * Pages are locked upon entry and exit.
 592  */
 593 int migrate_page(struct address_space *mapping,
 594                 struct page *newpage, struct page *page,
 595                 enum migrate_mode mode)
 596 {
 597         int rc;
 598
 599         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
 600
 601         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode, 0);
 602
 603         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 604                 return rc;
 605
 606         migrate_page_copy(newpage, page);
 607         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 608 }
 609 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
 610
 611 #ifdef CONFIG_BLOCK
 612 /*
 613  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
 614  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
 615  * exist.
 616  */
 617 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
 618                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
 619 {
 620         struct buffer_head *bh, *head;
 621         int rc;
 622
 623         if (!page_has_buffers(page))
 624                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 625
 626         head = page_buffers(page);
 627
 628         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode, 0);
 629
 630         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 631                 return rc;
 632
 633         /*
 634          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
 635          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
 636          * need to be locked now
 637          */
 638         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
 639                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
 640
 641         ClearPagePrivate(page);
 642         set_page_private(newpage, page_private(page));
 643         set_page_private(page, 0);
 644         put_page(page);
 645         get_page(newpage);
 646
 647         bh = head;
 648         do {
 649                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
 650                 bh = bh->b_this_page;
 651
 652         } while (bh != head);
 653
 654         SetPagePrivate(newpage);
 655
 656         migrate_page_copy(newpage, page);
 657
 658         bh = head;
 659         do {
 660                 unlock_buffer(bh);
 661                 put_bh(bh);
 662                 bh = bh->b_this_page;
 663
 664         } while (bh != head);
 665
 666         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 667 }
 668 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
 669 #endif
 670
 671 /*
 672  * Writeback a page to clean the dirty state
 673  */
 674 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
 675 {
 676         struct writeback_control wbc = {
 677                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
 678                 .nr_to_write = 1,
 679                 .range_start = 0,
 680                 .range_end = LLONG_MAX,
 681                 .for_reclaim = 1
 682         };
 683         int rc;
 684
 685         if (!mapping->a_ops->writepage)
 686                 /* No write method for the address space */
 687                 return -EINVAL;
 688
 689         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
 690                 /* Someone else already triggered a write */
 691                 return -EAGAIN;
 692
 693         /*
 694          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
 695          * the page on some queue. So the page must be clean for
 696          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
 697          * page state is no longer what we checked for earlier.
 698          * At this point we know that the migration attempt cannot
 699          * be successful.
 700          */
 701         remove_migration_ptes(page, page);
 702
 703         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
 704
 705         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
 706                 /* unlocked. Relock */
 707                 lock_page(page);
 708
 709         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
 714  */
 715 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
 716         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
 717 {
 718         if (PageDirty(page)) {
 719                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
 720                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
 721                         return -EBUSY;
 722                 return writeout(mapping, page);
 723         }
 724
 725         /*
 726          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
 727          * We must have no buffers or drop them.
 728          */
 729         if (page_has_private(page) &&
 730             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
 731                 return -EAGAIN;
 732
 733         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 734 }
 735
 736 /*
 737  * Move a page to a newly allocated page
 738  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
 739  *
 740  * The new page will have replaced the old page if this function
 741  * is successful.
 742  *
 743  * Return value:
 744  *   < 0 - error code
 745  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
 746  */
 747 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
 748                                 enum migrate_mode mode)
 749 {
 750         struct address_space *mapping;
 751         int rc;
 752
 753         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
 754         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
 755
 756         mapping = page_mapping(page);
 757         if (!mapping)
 758                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 759         else if (mapping->a_ops->migratepage)
 760                 /*
 761                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
 762                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
 763                  * space which also has its own migratepage callback. This
 764                  * is the most common path for page migration.
 765                  */
 766                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping, newpage, page, mode);
 767         else
 768                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 769
 770         /*
 771          * When successful, old pagecache page->mapping must be cleared before
 772          * page is freed; but stats require that PageAnon be left as PageAnon.
 773          */
 774         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 775                 set_page_memcg(page, NULL);
 776                 if (!PageAnon(page))
 777                         page->mapping = NULL;
 778         }
 779         return rc;
 780 }
 781
 782 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
 783                                 int force, enum migrate_mode mode)
 784 {
 785         int rc = -EAGAIN;
 786         int page_was_mapped = 0;
 787         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
 788
 789         if (!trylock_page(page)) {
 790                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
 791                         goto out;
 792
 793                 /*
 794                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
 795                  * For example, during page readahead pages are added locked
 796                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
 797                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
 798                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
 799                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
 800                  * second or third page, the process can end up locking
 801                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
 802                  * trying to be clever about what pages can be locked,
 803                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
 804                  * altogether.
 805                  */
 806                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
 807                         goto out;
 808
 809                 lock_page(page);
 810         }
 811
 812         if (PageWriteback(page)) {
 813                 /*
 814                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
 815                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
 816                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
 817                  * the overhead of stalling is too much
 818                  */
 819                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
 820                         rc = -EBUSY;
 821                         goto out_unlock;
 822                 }
 823                 if (!force)
 824                         goto out_unlock;
 825                 wait_on_page_writeback(page);
 826         }
 827
 828         /*
 829          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
 830          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
 831          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
 832          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
 833          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
 834          * just care Anon page here.
 835          *
 836          * Only page_get_anon_vma() understands the subtleties of
 837          * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
 838          * But if we cannot get anon_vma, then we won't need it anyway,
 839          * because that implies that the anon page is no longer mapped
 840          * (and cannot be remapped so long as we hold the page lock).
 841          */
 842         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page))
 843                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
 844
 845         /*
 846          * Block others from accessing the new page when we get around to
 847          * establishing additional references. We are usually the only one
 848          * holding a reference to newpage at this point. We used to have a BUG
 849          * here if trylock_page(newpage) fails, but would like to allow for
 850          * cases where there might be a race with the previous use of newpage.
 851          * This is much like races on refcount of oldpage: just don't BUG().
 852          */
 853         if (unlikely(!trylock_page(newpage)))
 854                 goto out_unlock;
 855
 856         if (unlikely(isolated_balloon_page(page))) {
 857                 /*
 858                  * A ballooned page does not need any special attention from
 859                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
 860                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
 861                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
 862                  * the page migration right away (proteced by page lock).
 863                  */
 864                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
 865                 goto out_unlock_both;
 866         }
 867
 868         /*
 869          * Corner case handling:
 870          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
 871          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
 872          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
 873          * trigger a BUG.  So handle it here.
 874          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
 875          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
 876          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
 877          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
 878          * free the metadata, so the page can be freed.
 879          */
 880         if (!page->mapping) {
 881                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page), page);
 882                 if (page_has_private(page)) {
 883                         try_to_free_buffers(page);
 884                         goto out_unlock_both;
 885                 }
 886         } else if (page_mapped(page)) {
 887                 /* Establish migration ptes */
 888                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page) && !PageKsm(page) && !anon_vma,
 889                                 page);
 890                 try_to_unmap(page,
 891                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
 892                 page_was_mapped = 1;
 893         }
 894
 895         if (!page_mapped(page))
 896                 rc = move_to_new_page(newpage, page, mode);
 897
 898         if (page_was_mapped)
 899                 remove_migration_ptes(page,
 900                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? newpage : page);
 901
 902 out_unlock_both:
 903         unlock_page(newpage);
 904 out_unlock:
 905         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
 906         if (anon_vma)
 907                 put_anon_vma(anon_vma);
 908         unlock_page(page);
 909 out:
 910         return rc;
 911 }
 912
 913 /*
 914  * gcc 4.7 and 4.8 on arm get an ICEs when inlining unmap_and_move().  Work
 915  * around it.
 916  */
 917 #if (GCC_VERSION >= 40700 && GCC_VERSION < 40900) && defined(CONFIG_ARM)
 918 #define ICE_noinline noinline
 919 #else
 920 #define ICE_noinline
 921 #endif
 922
 923 /*
 924  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
 925  * to the newly allocated page in newpage.
 926  */
 927 static ICE_noinline int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
 928                                    free_page_t put_new_page,
 929                                    unsigned long private, struct page *page,
 930                                    int force, enum migrate_mode mode,
 931                                    enum migrate_reason reason)
 932 {
 933         int rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 934         int *result = NULL;
 935         struct page *newpage;
 936
 937         newpage = get_new_page(page, private, &result);
 938         if (!newpage)
 939                 return -ENOMEM;
 940
 941         if (page_count(page) == 1) {
 942                 /* page was freed from under us. So we are done. */
 943                 goto out;
 944         }
 945
 946         if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
 947                 lock_page(page);
 948                 rc = split_huge_page(page);
 949                 unlock_page(page);
 950                 if (rc)
 951                         goto out;
 952         }
 953
 954         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
 955         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 956                 put_new_page = NULL;
 957
 958 out:
 959         if (rc != -EAGAIN) {
 960                 /*
 961                  * A page that has been migrated has all references
 962                  * removed and will be freed. A page that has not been
 963                  * migrated will have kepts its references and be
 964                  * restored.
 965                  */
 966                 list_del(&page->lru);
 967                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 968                                 page_is_file_cache(page));
 969                 /* Soft-offlined page shouldn't go through lru cache list */
 970                 if (reason == MR_MEMORY_FAILURE) {
 971                         put_page(page);
 972                         if (!test_set_page_hwpoison(page))
 973                                 num_poisoned_pages_inc();
 974                 } else
 975                         putback_lru_page(page);
 976         }
 977
 978         /*
 979          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
 980          * it.  Otherwise, putback_lru_page() will drop the reference grabbed
 981          * during isolation.
 982          */
 983         if (put_new_page)
 984                 put_new_page(newpage, private);
 985         else if (unlikely(__is_movable_balloon_page(newpage))) {
 986                 /* drop our reference, page already in the balloon */
 987                 put_page(newpage);
 988         } else
 989                 putback_lru_page(newpage);
 990
 991         if (result) {
 992                 if (rc)
 993                         *result = rc;
 994                 else
 995                         *result = page_to_nid(newpage);
 996         }
 997         return rc;
 998 }
 999
1000 /*
1001  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1002  *
1003  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1004  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1005  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1006  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1007  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1008  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1009  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1010  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1011  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1012  * hugepage migration fails without data corruption.
1013  *
1014  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1015  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1016  * will wait in the page fault for migration to complete.
1017  */
1018 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1019                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1020                                 struct page *hpage, int force,
1021                                 enum migrate_mode mode)
1022 {
1023         int rc = -EAGAIN;
1024         int *result = NULL;
1025         int page_was_mapped = 0;
1026         struct page *new_hpage;
1027         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1028
1029         /*
1030          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1031          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1032          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1033          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1034          * kicking migration.
1035          */
1036         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage))) {
1037                 putback_active_hugepage(hpage);
1038                 return -ENOSYS;
1039         }
1040
1041         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1042         if (!new_hpage)
1043                 return -ENOMEM;
1044
1045         if (!trylock_page(hpage)) {
1046                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1047                         goto out;
1048                 lock_page(hpage);
1049         }
1050
1051         if (PageAnon(hpage))
1052                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1053
1054         if (unlikely(!trylock_page(new_hpage)))
1055                 goto put_anon;
1056
1057         if (page_mapped(hpage)) {
1058                 try_to_unmap(hpage,
1059                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1060                 page_was_mapped = 1;
1061         }
1062
1063         if (!page_mapped(hpage))
1064                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, mode);
1065
1066         if (page_was_mapped)
1067                 remove_migration_ptes(hpage,
1068                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? new_hpage : hpage);
1069
1070         unlock_page(new_hpage);
1071
1072 put_anon:
1073         if (anon_vma)
1074                 put_anon_vma(anon_vma);
1075
1076         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1077                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1078                 put_new_page = NULL;
1079         }
1080
1081         unlock_page(hpage);
1082 out:
1083         if (rc != -EAGAIN)
1084                 putback_active_hugepage(hpage);
1085
1086         /*
1087          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1088          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1089          * isolation.
1090          */
1091         if (put_new_page)
1092                 put_new_page(new_hpage, private);
1093         else
1094                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1095
1096         if (result) {
1097                 if (rc)
1098                         *result = rc;
1099                 else
1100                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1101         }
1102         return rc;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1107  *                 supplied as the target for the page migration
1108  *
1109  * @from:               The list of pages to be migrated.
1110  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1111  *                      as the target of the page migration.
1112  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1113  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1114  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1115  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1116  *                      page migration, if any.
1117  * @reason:             The reason for page migration.
1118  *
1119  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1120  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1121  * The caller should call putback_movable_pages() to return pages to the LRU
1122  * or free list only if ret != 0.
1123  *
1124  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1125  */
1126 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1127                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1128                 enum migrate_mode mode, int reason)
1129 {
1130         int retry = 1;
1131         int nr_failed = 0;
1132         int nr_succeeded = 0;
1133         int pass = 0;
1134         struct page *page;
1135         struct page *page2;
1136         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1137         int rc;
1138
1139         if (!swapwrite)
1140                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1141
1142         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1143                 retry = 0;
1144
1145                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1146                         cond_resched();
1147
1148                         if (PageHuge(page))
1149                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1150                                                 put_new_page, private, page,
1151                                                 pass > 2, mode);
1152                         else
1153                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1154                                                 private, page, pass > 2, mode,
1155                                                 reason);
1156
1157                         switch(rc) {
1158                         case -ENOMEM:
1159                                 goto out;
1160                         case -EAGAIN:
1161                                 retry++;
1162                                 break;
1163                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1164                                 nr_succeeded++;
1165                                 break;
1166                         default:
1167                                 /*
1168                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1169                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1170                                  * removed from migration page list and not
1171                                  * retried in the next outer loop.
1172                                  */
1173                                 nr_failed++;
1174                                 break;
1175                         }
1176                 }
1177         }
1178         nr_failed += retry;
1179         rc = nr_failed;
1180 out:
1181         if (nr_succeeded)
1182                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1183         if (nr_failed)
1184                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1185         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1186
1187         if (!swapwrite)
1188                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1189
1190         return rc;
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_NUMA
1194 /*
1195  * Move a list of individual pages
1196  */
1197 struct page_to_node {
1198         unsigned long addr;
1199         struct page *page;
1200         int node;
1201         int status;
1202 };
1203
1204 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1205                 int **result)
1206 {
1207         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1208
1209         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1210                 pm++;
1211
1212         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1213                 return NULL;
1214
1215         *result = &pm->status;
1216
1217         if (PageHuge(p))
1218                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1219                                         pm->node);
1220         else
1221                 return __alloc_pages_node(pm->node,
1222                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE, 0);
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1227  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1228  * and the node number must contain a valid target node.
1229  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1230  */
1231 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1232                                       struct page_to_node *pm,
1233                                       int migrate_all)
1234 {
1235         int err;
1236         struct page_to_node *pp;
1237         LIST_HEAD(pagelist);
1238
1239         down_read(&mm->mmap_sem);
1240
1241         /*
1242          * Build a list of pages to migrate
1243          */
1244         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1245                 struct vm_area_struct *vma;
1246                 struct page *page;
1247
1248                 err = -EFAULT;
1249                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1250                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1251                         goto set_status;
1252
1253                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1254                 page = follow_page(vma, pp->addr,
1255                                 FOLL_GET | FOLL_SPLIT | FOLL_DUMP);
1256
1257                 err = PTR_ERR(page);
1258                 if (IS_ERR(page))
1259                         goto set_status;
1260
1261                 err = -ENOENT;
1262                 if (!page)
1263                         goto set_status;
1264
1265                 pp->page = page;
1266                 err = page_to_nid(page);
1267
1268                 if (err == pp->node)
1269                         /*
1270                          * Node already in the right place
1271                          */
1272                         goto put_and_set;
1273
1274                 err = -EACCES;
1275                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1276                                 !migrate_all)
1277                         goto put_and_set;
1278
1279                 if (PageHuge(page)) {
1280                         if (PageHead(page))
1281                                 isolate_huge_page(page, &pagelist);
1282                         goto put_and_set;
1283                 }
1284
1285                 err = isolate_lru_page(page);
1286                 if (!err) {
1287                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1288                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1289                                             page_is_file_cache(page));
1290                 }
1291 put_and_set:
1292                 /*
1293                  * Either remove the duplicate refcount from
1294                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1295                  * not isolated.
1296                  */
1297                 put_page(page);
1298 set_status:
1299                 pp->status = err;
1300         }
1301
1302         err = 0;
1303         if (!list_empty(&pagelist)) {
1304                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node, NULL,
1305                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1306                 if (err)
1307                         putback_movable_pages(&pagelist);
1308         }
1309
1310         up_read(&mm->mmap_sem);
1311         return err;
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1316  * the corresponding array of status.
1317  */
1318 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1319                          unsigned long nr_pages,
1320                          const void __user * __user *pages,
1321                          const int __user *nodes,
1322                          int __user *status, int flags)
1323 {
1324         struct page_to_node *pm;
1325         unsigned long chunk_nr_pages;
1326         unsigned long chunk_start;
1327         int err;
1328
1329         err = -ENOMEM;
1330         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1331         if (!pm)
1332                 goto out;
1333
1334         migrate_prep();
1335
1336         /*
1337          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1338          * but keep the last one as a marker
1339          */
1340         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1341
1342         for (chunk_start = 0;
1343              chunk_start < nr_pages;
1344              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1345                 int j;
1346
1347                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1348                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1349
1350                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1351                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1352                         const void __user *p;
1353                         int node;
1354
1355                         err = -EFAULT;
1356                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1357                                 goto out_pm;
1358                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1359
1360                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1361                                 goto out_pm;
1362
1363                         err = -ENODEV;
1364                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1365                                 goto out_pm;
1366
1367                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1368                                 goto out_pm;
1369
1370                         err = -EACCES;
1371                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1372                                 goto out_pm;
1373
1374                         pm[j].node = node;
1375                 }
1376
1377                 /* End marker for this chunk */
1378                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1379
1380                 /* Migrate this chunk */
1381                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1382                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1383                 if (err < 0)
1384                         goto out_pm;
1385
1386                 /* Return status information */
1387                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1388                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1389                                 err = -EFAULT;
1390                                 goto out_pm;
1391                         }
1392         }
1393         err = 0;
1394
1395 out_pm:
1396         free_page((unsigned long)pm);
1397 out:
1398         return err;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1403  */
1404 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1405                                 const void __user **pages, int *status)
1406 {
1407         unsigned long i;
1408
1409         down_read(&mm->mmap_sem);
1410
1411         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1412                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1413                 struct vm_area_struct *vma;
1414                 struct page *page;
1415                 int err = -EFAULT;
1416
1417                 vma = find_vma(mm, addr);
1418                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1419                         goto set_status;
1420
1421                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1422                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_DUMP);
1423
1424                 err = PTR_ERR(page);
1425                 if (IS_ERR(page))
1426                         goto set_status;
1427
1428                 err = page ? page_to_nid(page) : -ENOENT;
1429 set_status:
1430                 *status = err;
1431
1432                 pages++;
1433                 status++;
1434         }
1435
1436         up_read(&mm->mmap_sem);
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1441  * a user array of status.
1442  */
1443 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1444                          const void __user * __user *pages,
1445                          int __user *status)
1446 {
1447 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1448         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1449         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1450
1451         while (nr_pages) {
1452                 unsigned long chunk_nr;
1453
1454                 chunk_nr = nr_pages;
1455                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1456                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1457
1458                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1459                         break;
1460
1461                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1462
1463                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1464                         break;
1465
1466                 pages += chunk_nr;
1467                 status += chunk_nr;
1468                 nr_pages -= chunk_nr;
1469         }
1470         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1475  * process.
1476  */
1477 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1478                 const void __user * __user *, pages,
1479                 const int __user *, nodes,
1480                 int __user *, status, int, flags)
1481 {
1482         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1483         struct task_struct *task;
1484         struct mm_struct *mm;
1485         int err;
1486         nodemask_t task_nodes;
1487
1488         /* Check flags */
1489         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1490                 return -EINVAL;
1491
1492         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1493                 return -EPERM;
1494
1495         /* Find the mm_struct */
1496         rcu_read_lock();
1497         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1498         if (!task) {
1499                 rcu_read_unlock();
1500                 return -ESRCH;
1501         }
1502         get_task_struct(task);
1503
1504         /*
1505          * Check if this process has the right to modify the specified
1506          * process. The right exists if the process has administrative
1507          * capabilities, superuser privileges or the same
1508          * userid as the target process.
1509          */
1510         tcred = __task_cred(task);
1511         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1512             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1513             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1514                 rcu_read_unlock();
1515                 err = -EPERM;
1516                 goto out;
1517         }
1518         rcu_read_unlock();
1519
1520         err = security_task_movememory(task);
1521         if (err)
1522                 goto out;
1523
1524         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1525         mm = get_task_mm(task);
1526         put_task_struct(task);
1527
1528         if (!mm)
1529                 return -EINVAL;
1530
1531         if (nodes)
1532                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1533                                     nodes, status, flags);
1534         else
1535                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1536
1537         mmput(mm);
1538         return err;
1539
1540 out:
1541         put_task_struct(task);
1542         return err;
1543 }
1544
1545 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1546 /*
1547  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1548  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1549  */
1550 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1551                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1552 {
1553         int z;
1554         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1555                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1556
1557                 if (!populated_zone(zone))
1558                         continue;
1559
1560                 if (!zone_reclaimable(zone))
1561                         continue;
1562
1563                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1564                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1565                                        high_wmark_pages(zone) +
1566                                        nr_migrate_pages,
1567                                        0, 0))
1568                         continue;
1569                 return true;
1570         }
1571         return false;
1572 }
1573
1574 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1575                                            unsigned long data,
1576                                            int **result)
1577 {
1578         int nid = (int) data;
1579         struct page *newpage;
1580
1581         newpage = __alloc_pages_node(nid,
1582                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1583                                           __GFP_THISNODE | __GFP_NOMEMALLOC |
1584                                           __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) &
1585                                          ~(__GFP_IO | __GFP_FS), 0);
1586
1587         return newpage;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * page migration rate limiting control.
1592  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1593  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1594  */
1595 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1596 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1597
1598 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1599 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1600                                         unsigned long nr_pages)
1601 {
1602         /*
1603          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1604          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1605          * all the time is being spent migrating!
1606          */
1607         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1608                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1609                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1610                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1611                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1612                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1613         }
1614         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1615                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1616                                                                 nr_pages);
1617                 return true;
1618         }
1619
1620         /*
1621          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1622          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1623          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1624          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1625          */
1626         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1627         return false;
1628 }
1629
1630 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1631 {
1632         int page_lru;
1633
1634         VM_BUG_ON_PAGE(compound_order(page) && !PageTransHuge(page), page);
1635
1636         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1637         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1638                 return 0;
1639
1640         if (isolate_lru_page(page))
1641                 return 0;
1642
1643         /*
1644          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1645          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1646          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1647          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1648          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1649          */
1650         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1651                 putback_lru_page(page);
1652                 return 0;
1653         }
1654
1655         page_lru = page_is_file_cache(page);
1656         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1657                                 hpage_nr_pages(page));
1658
1659         /*
1660          * Isolating the page has taken another reference, so the
1661          * caller's reference can be safely dropped without the page
1662          * disappearing underneath us during migration.
1663          */
1664         put_page(page);
1665         return 1;
1666 }
1667
1668 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1669 {
1670         struct page *page = pmd_page(pmd);
1671         return PageLocked(page);
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1676  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1677  * the page that will be dropped by this function before returning.
1678  */
1679 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1680                            int node)
1681 {
1682         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1683         int isolated;
1684         int nr_remaining;
1685         LIST_HEAD(migratepages);
1686
1687         /*
1688          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1689          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1690          */
1691         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1692             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1693                 goto out;
1694
1695         /*
1696          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1697          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1698          * all the time is being spent migrating!
1699          */
1700         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1701                 goto out;
1702
1703         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1704         if (!isolated)
1705                 goto out;
1706
1707         list_add(&page->lru, &migratepages);
1708         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1709                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
1710                                      MR_NUMA_MISPLACED);
1711         if (nr_remaining) {
1712                 if (!list_empty(&migratepages)) {
1713                         list_del(&page->lru);
1714                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1715                                         page_is_file_cache(page));
1716                         putback_lru_page(page);
1717                 }
1718                 isolated = 0;
1719         } else
1720                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1721         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1722         return isolated;
1723
1724 out:
1725         put_page(page);
1726         return 0;
1727 }
1728 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1729
1730 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1731 /*
1732  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1733  * before returning.
1734  */
1735 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1736                                 struct vm_area_struct *vma,
1737                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1738                                 unsigned long address,
1739                                 struct page *page, int node)
1740 {
1741         spinlock_t *ptl;
1742         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1743         int isolated = 0;
1744         struct page *new_page = NULL;
1745         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1746         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1747         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1748         pmd_t orig_entry;
1749
1750         /*
1751          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1752          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1753          * all the time is being spent migrating!
1754          */
1755         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1756                 goto out_dropref;
1757
1758         new_page = alloc_pages_node(node,
1759                 (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE) & ~__GFP_RECLAIM,
1760                 HPAGE_PMD_ORDER);
1761         if (!new_page)
1762                 goto out_fail;
1763         prep_transhuge_page(new_page);
1764
1765         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1766         if (!isolated) {
1767                 put_page(new_page);
1768                 goto out_fail;
1769         }
1770
1771         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1772                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1773
1774         /* Prepare a page as a migration target */
1775         __SetPageLocked(new_page);
1776         SetPageSwapBacked(new_page);
1777
1778         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1779         new_page->mapping = page->mapping;
1780         new_page->index = page->index;
1781         migrate_page_copy(new_page, page);
1782         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1783
1784         /* Recheck the target PMD */
1785         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1786         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1787         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1788 fail_putback:
1789                 spin_unlock(ptl);
1790                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1791
1792                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1793                 if (TestClearPageActive(new_page))
1794                         SetPageActive(page);
1795                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1796                         SetPageUnevictable(page);
1797
1798                 unlock_page(new_page);
1799                 put_page(new_page);             /* Free it */
1800
1801                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1802                 get_page(page);
1803                 putback_lru_page(page);
1804                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1805                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1806
1807                 goto out_unlock;
1808         }
1809
1810         orig_entry = *pmd;
1811         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1812         entry = pmd_mkhuge(entry);
1813         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1814
1815         /*
1816          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1817          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1818          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1819          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1820          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1821          */
1822         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1823         page_add_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start, true);
1824         pmdp_huge_clear_flush_notify(vma, mmun_start, pmd);
1825         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1826         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1827         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1828
1829         if (page_count(page) != 2) {
1830                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1831                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1832                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, mmun_start, mmun_end);
1833                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1834                 page_remove_rmap(new_page, true);
1835                 goto fail_putback;
1836         }
1837
1838         mlock_migrate_page(new_page, page);
1839         set_page_memcg(new_page, page_memcg(page));
1840         set_page_memcg(page, NULL);
1841         page_remove_rmap(page, true);
1842
1843         spin_unlock(ptl);
1844         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1845
1846         /* Take an "isolate" reference and put new page on the LRU. */
1847         get_page(new_page);
1848         putback_lru_page(new_page);
1849
1850         unlock_page(new_page);
1851         unlock_page(page);
1852         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1853         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1854
1855         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1856         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1857
1858         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1859                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1860                         -HPAGE_PMD_NR);
1861         return isolated;
1862
1863 out_fail:
1864         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1865 out_dropref:
1866         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1867         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1868                 entry = pmd_modify(entry, vma->vm_page_prot);
1869                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1870                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1871         }
1872         spin_unlock(ptl);
1873
1874 out_unlock:
1875         unlock_page(page);
1876         put_page(page);
1877         return 0;
1878 }
1879 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1880
1881 #endif /* CONFIG_NUMA */