]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/migrate.c
kbuild: setlocalversion: print error to STDERR
[karo-tx-linux.git] / mm / migrate.c
1 /*
2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migrate.c
3  *
4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
5  *
6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
7  * project. The main authors of the migration code are:
8  *
9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
12  * Christoph Lameter
13  */
14
15 #include <linux/migrate.h>
16 #include <linux/export.h>
17 #include <linux/swap.h>
18 #include <linux/swapops.h>
19 #include <linux/pagemap.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/mm_inline.h>
22 #include <linux/nsproxy.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/ksm.h>
25 #include <linux/rmap.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/cpu.h>
28 #include <linux/cpuset.h>
29 #include <linux/writeback.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/vmalloc.h>
32 #include <linux/security.h>
33 #include <linux/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 #include <linux/page_owner.h>
42
43 #include <asm/tlbflush.h>
44
45 #define CREATE_TRACE_POINTS
46 #include <trace/events/migrate.h>
47
48 #include "internal.h"
49
50 /*
51  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
52  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
53  * undesirable, use migrate_prep_local()
54  */
55 int migrate_prep(void)
56 {
57         /*
58          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
59          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
60          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
61          * pages that may be busy.
62          */
63         lru_add_drain_all();
64
65         return 0;
66 }
67
68 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
69 int migrate_prep_local(void)
70 {
71         lru_add_drain();
72
73         return 0;
74 }
75
76 /*
77  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
78  * from where they were once taken off for compaction/migration.
79  *
80  * This function shall be used whenever the isolated pageset has been
81  * built from lru, balloon, hugetlbfs page. See isolate_migratepages_range()
82  * and isolate_huge_page().
83  */
84 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
85 {
86         struct page *page;
87         struct page *page2;
88
89         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
90                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
91                         putback_active_hugepage(page);
92                         continue;
93                 }
94                 list_del(&page->lru);
95                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
96                                 page_is_file_cache(page));
97                 if (unlikely(isolated_balloon_page(page)))
98                         balloon_page_putback(page);
99                 else
100                         putback_lru_page(page);
101         }
102 }
103
104 /*
105  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
106  */
107 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
108                                  unsigned long addr, void *old)
109 {
110         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
111         swp_entry_t entry;
112         pmd_t *pmd;
113         pte_t *ptep, pte;
114         spinlock_t *ptl;
115
116         if (unlikely(PageHuge(new))) {
117                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
118                 if (!ptep)
119                         goto out;
120                 ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, ptep);
121         } else {
122                 pmd = mm_find_pmd(mm, addr);
123                 if (!pmd)
124                         goto out;
125
126                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
127
128                 /*
129                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
130                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
131                  */
132
133                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
134         }
135
136         spin_lock(ptl);
137         pte = *ptep;
138         if (!is_swap_pte(pte))
139                 goto unlock;
140
141         entry = pte_to_swp_entry(pte);
142
143         if (!is_migration_entry(entry) ||
144             migration_entry_to_page(entry) != old)
145                 goto unlock;
146
147         get_page(new);
148         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
149         if (pte_swp_soft_dirty(*ptep))
150                 pte = pte_mksoft_dirty(pte);
151
152         /* Recheck VMA as permissions can change since migration started  */
153         if (is_write_migration_entry(entry))
154                 pte = maybe_mkwrite(pte, vma);
155
156 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
157         if (PageHuge(new)) {
158                 pte = pte_mkhuge(pte);
159                 pte = arch_make_huge_pte(pte, vma, new, 0);
160         }
161 #endif
162         flush_dcache_page(new);
163         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
164
165         if (PageHuge(new)) {
166                 if (PageAnon(new))
167                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
168                 else
169                         page_dup_rmap(new, true);
170         } else if (PageAnon(new))
171                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr, false);
172         else
173                 page_add_file_rmap(new);
174
175         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED && !PageTransCompound(new))
176                 mlock_vma_page(new);
177
178         /* No need to invalidate - it was non-present before */
179         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
180 unlock:
181         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
182 out:
183         return SWAP_AGAIN;
184 }
185
186 /*
187  * Get rid of all migration entries and replace them by
188  * references to the indicated page.
189  */
190 void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new, bool locked)
191 {
192         struct rmap_walk_control rwc = {
193                 .rmap_one = remove_migration_pte,
194                 .arg = old,
195         };
196
197         if (locked)
198                 rmap_walk_locked(new, &rwc);
199         else
200                 rmap_walk(new, &rwc);
201 }
202
203 /*
204  * Something used the pte of a page under migration. We need to
205  * get to the page and wait until migration is finished.
206  * When we return from this function the fault will be retried.
207  */
208 void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
209                                 spinlock_t *ptl)
210 {
211         pte_t pte;
212         swp_entry_t entry;
213         struct page *page;
214
215         spin_lock(ptl);
216         pte = *ptep;
217         if (!is_swap_pte(pte))
218                 goto out;
219
220         entry = pte_to_swp_entry(pte);
221         if (!is_migration_entry(entry))
222                 goto out;
223
224         page = migration_entry_to_page(entry);
225
226         /*
227          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
228          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
229          * against a page without get_page().
230          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
231          * will occur again.
232          */
233         if (!get_page_unless_zero(page))
234                 goto out;
235         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
236         wait_on_page_locked(page);
237         put_page(page);
238         return;
239 out:
240         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
241 }
242
243 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
244                                 unsigned long address)
245 {
246         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
247         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
248         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
249 }
250
251 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma,
252                 struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
253 {
254         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, pte);
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                 int extra_count)
320 {
321         struct zone *oldzone, *newzone;
322         int dirty;
323         int expected_count = 1 + extra_count;
324         void **pslot;
325
326         if (!mapping) {
327                 /* Anonymous page without mapping */
328                 if (page_count(page) != expected_count)
329                         return -EAGAIN;
330
331                 /* No turning back from here */
332                 newpage->index = page->index;
333                 newpage->mapping = page->mapping;
334                 if (PageSwapBacked(page))
335                         __SetPageSwapBacked(newpage);
336
337                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
338         }
339
340         oldzone = page_zone(page);
341         newzone = page_zone(newpage);
342
343         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
344
345         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
346                                         page_index(page));
347
348         expected_count += 1 + page_has_private(page);
349         if (page_count(page) != expected_count ||
350                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
351                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
352                 return -EAGAIN;
353         }
354
355         if (!page_ref_freeze(page, expected_count)) {
356                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
357                 return -EAGAIN;
358         }
359
360         /*
361          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
362          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
363          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
364          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
365          * block waiting on other references to be dropped.
366          */
367         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
368                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
369                 page_ref_unfreeze(page, expected_count);
370                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
371                 return -EAGAIN;
372         }
373
374         /*
375          * Now we know that no one else is looking at the page:
376          * no turning back from here.
377          */
378         newpage->index = page->index;
379         newpage->mapping = page->mapping;
380         if (PageSwapBacked(page))
381                 __SetPageSwapBacked(newpage);
382
383         get_page(newpage);      /* add cache reference */
384         if (PageSwapCache(page)) {
385                 SetPageSwapCache(newpage);
386                 set_page_private(newpage, page_private(page));
387         }
388
389         /* Move dirty while page refs frozen and newpage not yet exposed */
390         dirty = PageDirty(page);
391         if (dirty) {
392                 ClearPageDirty(page);
393                 SetPageDirty(newpage);
394         }
395
396         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
397
398         /*
399          * Drop cache reference from old page by unfreezing
400          * to one less reference.
401          * We know this isn't the last reference.
402          */
403         page_ref_unfreeze(page, expected_count - 1);
404
405         spin_unlock(&mapping->tree_lock);
406         /* Leave irq disabled to prevent preemption while updating stats */
407
408         /*
409          * If moved to a different zone then also account
410          * the page for that zone. Other VM counters will be
411          * taken care of when we establish references to the
412          * new page and drop references to the old page.
413          *
414          * Note that anonymous pages are accounted for
415          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
416          * are mapped to swap space.
417          */
418         if (newzone != oldzone) {
419                 __dec_zone_state(oldzone, NR_FILE_PAGES);
420                 __inc_zone_state(newzone, NR_FILE_PAGES);
421                 if (PageSwapBacked(page) && !PageSwapCache(page)) {
422                         __dec_zone_state(oldzone, NR_SHMEM);
423                         __inc_zone_state(newzone, NR_SHMEM);
424                 }
425                 if (dirty && mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
426                         __dec_zone_state(oldzone, NR_FILE_DIRTY);
427                         __inc_zone_state(newzone, NR_FILE_DIRTY);
428                 }
429         }
430         local_irq_enable();
431
432         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
433 }
434
435 /*
436  * The expected number of remaining references is the same as that
437  * of migrate_page_move_mapping().
438  */
439 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
440                                    struct page *newpage, struct page *page)
441 {
442         int expected_count;
443         void **pslot;
444
445         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
446
447         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
448                                         page_index(page));
449
450         expected_count = 2 + page_has_private(page);
451         if (page_count(page) != expected_count ||
452                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
453                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
454                 return -EAGAIN;
455         }
456
457         if (!page_ref_freeze(page, expected_count)) {
458                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
459                 return -EAGAIN;
460         }
461
462         newpage->index = page->index;
463         newpage->mapping = page->mapping;
464
465         get_page(newpage);
466
467         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
468
469         page_ref_unfreeze(page, expected_count - 1);
470
471         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
472
473         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
474 }
475
476 /*
477  * Gigantic pages are so large that we do not guarantee that page++ pointer
478  * arithmetic will work across the entire page.  We need something more
479  * specialized.
480  */
481 static void __copy_gigantic_page(struct page *dst, struct page *src,
482                                 int nr_pages)
483 {
484         int i;
485         struct page *dst_base = dst;
486         struct page *src_base = src;
487
488         for (i = 0; i < nr_pages; ) {
489                 cond_resched();
490                 copy_highpage(dst, src);
491
492                 i++;
493                 dst = mem_map_next(dst, dst_base, i);
494                 src = mem_map_next(src, src_base, i);
495         }
496 }
497
498 static void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src)
499 {
500         int i;
501         int nr_pages;
502
503         if (PageHuge(src)) {
504                 /* hugetlbfs page */
505                 struct hstate *h = page_hstate(src);
506                 nr_pages = pages_per_huge_page(h);
507
508                 if (unlikely(nr_pages > MAX_ORDER_NR_PAGES)) {
509                         __copy_gigantic_page(dst, src, nr_pages);
510                         return;
511                 }
512         } else {
513                 /* thp page */
514                 BUG_ON(!PageTransHuge(src));
515                 nr_pages = hpage_nr_pages(src);
516         }
517
518         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
519                 cond_resched();
520                 copy_highpage(dst + i, src + i);
521         }
522 }
523
524 /*
525  * Copy the page to its new location
526  */
527 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
528 {
529         int cpupid;
530
531         if (PageHuge(page) || PageTransHuge(page))
532                 copy_huge_page(newpage, page);
533         else
534                 copy_highpage(newpage, page);
535
536         if (PageError(page))
537                 SetPageError(newpage);
538         if (PageReferenced(page))
539                 SetPageReferenced(newpage);
540         if (PageUptodate(page))
541                 SetPageUptodate(newpage);
542         if (TestClearPageActive(page)) {
543                 VM_BUG_ON_PAGE(PageUnevictable(page), page);
544                 SetPageActive(newpage);
545         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
546                 SetPageUnevictable(newpage);
547         if (PageChecked(page))
548                 SetPageChecked(newpage);
549         if (PageMappedToDisk(page))
550                 SetPageMappedToDisk(newpage);
551
552         /* Move dirty on pages not done by migrate_page_move_mapping() */
553         if (PageDirty(page))
554                 SetPageDirty(newpage);
555
556         if (page_is_young(page))
557                 set_page_young(newpage);
558         if (page_is_idle(page))
559                 set_page_idle(newpage);
560
561         /*
562          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
563          * future migrations of this same page.
564          */
565         cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, -1);
566         page_cpupid_xchg_last(newpage, cpupid);
567
568         ksm_migrate_page(newpage, page);
569         /*
570          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
571          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
572          */
573         if (PageSwapCache(page))
574                 ClearPageSwapCache(page);
575         ClearPagePrivate(page);
576         set_page_private(page, 0);
577
578         /*
579          * If any waiters have accumulated on the new page then
580          * wake them up.
581          */
582         if (PageWriteback(newpage))
583                 end_page_writeback(newpage);
584
585         copy_page_owner(page, newpage);
586
587         mem_cgroup_migrate(page, newpage);
588 }
589
590 /************************************************************
591  *                    Migration functions
592  ***********************************************************/
593
594 /*
595  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
596  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
597  *
598  * Pages are locked upon entry and exit.
599  */
600 int migrate_page(struct address_space *mapping,
601                 struct page *newpage, struct page *page,
602                 enum migrate_mode mode)
603 {
604         int rc;
605
606         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
607
608         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode, 0);
609
610         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
611                 return rc;
612
613         migrate_page_copy(newpage, page);
614         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
615 }
616 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
617
618 #ifdef CONFIG_BLOCK
619 /*
620  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
621  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
622  * exist.
623  */
624 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
625                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
626 {
627         struct buffer_head *bh, *head;
628         int rc;
629
630         if (!page_has_buffers(page))
631                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
632
633         head = page_buffers(page);
634
635         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode, 0);
636
637         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
638                 return rc;
639
640         /*
641          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
642          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
643          * need to be locked now
644          */
645         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
646                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
647
648         ClearPagePrivate(page);
649         set_page_private(newpage, page_private(page));
650         set_page_private(page, 0);
651         put_page(page);
652         get_page(newpage);
653
654         bh = head;
655         do {
656                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
657                 bh = bh->b_this_page;
658
659         } while (bh != head);
660
661         SetPagePrivate(newpage);
662
663         migrate_page_copy(newpage, page);
664
665         bh = head;
666         do {
667                 unlock_buffer(bh);
668                 put_bh(bh);
669                 bh = bh->b_this_page;
670
671         } while (bh != head);
672
673         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
674 }
675 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
676 #endif
677
678 /*
679  * Writeback a page to clean the dirty state
680  */
681 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
682 {
683         struct writeback_control wbc = {
684                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
685                 .nr_to_write = 1,
686                 .range_start = 0,
687                 .range_end = LLONG_MAX,
688                 .for_reclaim = 1
689         };
690         int rc;
691
692         if (!mapping->a_ops->writepage)
693                 /* No write method for the address space */
694                 return -EINVAL;
695
696         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
697                 /* Someone else already triggered a write */
698                 return -EAGAIN;
699
700         /*
701          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
702          * the page on some queue. So the page must be clean for
703          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
704          * page state is no longer what we checked for earlier.
705          * At this point we know that the migration attempt cannot
706          * be successful.
707          */
708         remove_migration_ptes(page, page, false);
709
710         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
711
712         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
713                 /* unlocked. Relock */
714                 lock_page(page);
715
716         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
717 }
718
719 /*
720  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
721  */
722 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
723         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
724 {
725         if (PageDirty(page)) {
726                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
727                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
728                         return -EBUSY;
729                 return writeout(mapping, page);
730         }
731
732         /*
733          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
734          * We must have no buffers or drop them.
735          */
736         if (page_has_private(page) &&
737             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
738                 return -EAGAIN;
739
740         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
741 }
742
743 /*
744  * Move a page to a newly allocated page
745  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
746  *
747  * The new page will have replaced the old page if this function
748  * is successful.
749  *
750  * Return value:
751  *   < 0 - error code
752  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
753  */
754 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
755                                 enum migrate_mode mode)
756 {
757         struct address_space *mapping;
758         int rc;
759
760         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
761         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
762
763         mapping = page_mapping(page);
764         if (!mapping)
765                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
766         else if (mapping->a_ops->migratepage)
767                 /*
768                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
769                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
770                  * space which also has its own migratepage callback. This
771                  * is the most common path for page migration.
772                  */
773                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping, newpage, page, mode);
774         else
775                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
776
777         /*
778          * When successful, old pagecache page->mapping must be cleared before
779          * page is freed; but stats require that PageAnon be left as PageAnon.
780          */
781         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
782                 if (!PageAnon(page))
783                         page->mapping = NULL;
784         }
785         return rc;
786 }
787
788 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
789                                 int force, enum migrate_mode mode)
790 {
791         int rc = -EAGAIN;
792         int page_was_mapped = 0;
793         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
794
795         if (!trylock_page(page)) {
796                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
797                         goto out;
798
799                 /*
800                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
801                  * For example, during page readahead pages are added locked
802                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
803                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
804                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
805                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
806                  * second or third page, the process can end up locking
807                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
808                  * trying to be clever about what pages can be locked,
809                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
810                  * altogether.
811                  */
812                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
813                         goto out;
814
815                 lock_page(page);
816         }
817
818         if (PageWriteback(page)) {
819                 /*
820                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
821                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
822                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
823                  * the overhead of stalling is too much
824                  */
825                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
826                         rc = -EBUSY;
827                         goto out_unlock;
828                 }
829                 if (!force)
830                         goto out_unlock;
831                 wait_on_page_writeback(page);
832         }
833
834         /*
835          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
836          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
837          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
838          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
839          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
840          * just care Anon page here.
841          *
842          * Only page_get_anon_vma() understands the subtleties of
843          * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
844          * But if we cannot get anon_vma, then we won't need it anyway,
845          * because that implies that the anon page is no longer mapped
846          * (and cannot be remapped so long as we hold the page lock).
847          */
848         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page))
849                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
850
851         /*
852          * Block others from accessing the new page when we get around to
853          * establishing additional references. We are usually the only one
854          * holding a reference to newpage at this point. We used to have a BUG
855          * here if trylock_page(newpage) fails, but would like to allow for
856          * cases where there might be a race with the previous use of newpage.
857          * This is much like races on refcount of oldpage: just don't BUG().
858          */
859         if (unlikely(!trylock_page(newpage)))
860                 goto out_unlock;
861
862         if (unlikely(isolated_balloon_page(page))) {
863                 /*
864                  * A ballooned page does not need any special attention from
865                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
866                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
867                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
868                  * the page migration right away (proteced by page lock).
869                  */
870                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
871                 goto out_unlock_both;
872         }
873
874         /*
875          * Corner case handling:
876          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
877          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
878          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
879          * trigger a BUG.  So handle it here.
880          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
881          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
882          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
883          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
884          * free the metadata, so the page can be freed.
885          */
886         if (!page->mapping) {
887                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page), page);
888                 if (page_has_private(page)) {
889                         try_to_free_buffers(page);
890                         goto out_unlock_both;
891                 }
892         } else if (page_mapped(page)) {
893                 /* Establish migration ptes */
894                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page) && !PageKsm(page) && !anon_vma,
895                                 page);
896                 try_to_unmap(page,
897                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
898                 page_was_mapped = 1;
899         }
900
901         if (!page_mapped(page))
902                 rc = move_to_new_page(newpage, page, mode);
903
904         if (page_was_mapped)
905                 remove_migration_ptes(page,
906                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? newpage : page, false);
907
908 out_unlock_both:
909         unlock_page(newpage);
910 out_unlock:
911         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
912         if (anon_vma)
913                 put_anon_vma(anon_vma);
914         unlock_page(page);
915 out:
916         return rc;
917 }
918
919 /*
920  * gcc 4.7 and 4.8 on arm get an ICEs when inlining unmap_and_move().  Work
921  * around it.
922  */
923 #if (GCC_VERSION >= 40700 && GCC_VERSION < 40900) && defined(CONFIG_ARM)
924 #define ICE_noinline noinline
925 #else
926 #define ICE_noinline
927 #endif
928
929 /*
930  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
931  * to the newly allocated page in newpage.
932  */
933 static ICE_noinline int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
934                                    free_page_t put_new_page,
935                                    unsigned long private, struct page *page,
936                                    int force, enum migrate_mode mode,
937                                    enum migrate_reason reason)
938 {
939         int rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
940         int *result = NULL;
941         struct page *newpage;
942
943         newpage = get_new_page(page, private, &result);
944         if (!newpage)
945                 return -ENOMEM;
946
947         if (page_count(page) == 1) {
948                 /* page was freed from under us. So we are done. */
949                 goto out;
950         }
951
952         if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
953                 lock_page(page);
954                 rc = split_huge_page(page);
955                 unlock_page(page);
956                 if (rc)
957                         goto out;
958         }
959
960         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
961         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
962                 put_new_page = NULL;
963                 set_page_owner_migrate_reason(newpage, reason);
964         }
965
966 out:
967         if (rc != -EAGAIN) {
968                 /*
969                  * A page that has been migrated has all references
970                  * removed and will be freed. A page that has not been
971                  * migrated will have kepts its references and be
972                  * restored.
973                  */
974                 list_del(&page->lru);
975                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
976                                 page_is_file_cache(page));
977                 /* Soft-offlined page shouldn't go through lru cache list */
978                 if (reason == MR_MEMORY_FAILURE && rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
979                         /*
980                          * With this release, we free successfully migrated
981                          * page and set PG_HWPoison on just freed page
982                          * intentionally. Although it's rather weird, it's how
983                          * HWPoison flag works at the moment.
984                          */
985                         put_page(page);
986                         if (!test_set_page_hwpoison(page))
987                                 num_poisoned_pages_inc();
988                 } else
989                         putback_lru_page(page);
990         }
991
992         /*
993          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
994          * it.  Otherwise, putback_lru_page() will drop the reference grabbed
995          * during isolation.
996          */
997         if (put_new_page)
998                 put_new_page(newpage, private);
999         else if (unlikely(__is_movable_balloon_page(newpage))) {
1000                 /* drop our reference, page already in the balloon */
1001                 put_page(newpage);
1002         } else
1003                 putback_lru_page(newpage);
1004
1005         if (result) {
1006                 if (rc)
1007                         *result = rc;
1008                 else
1009                         *result = page_to_nid(newpage);
1010         }
1011         return rc;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1016  *
1017  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1018  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1019  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1020  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1021  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1022  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1023  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1024  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1025  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1026  * hugepage migration fails without data corruption.
1027  *
1028  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1029  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1030  * will wait in the page fault for migration to complete.
1031  */
1032 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1033                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1034                                 struct page *hpage, int force,
1035                                 enum migrate_mode mode, int reason)
1036 {
1037         int rc = -EAGAIN;
1038         int *result = NULL;
1039         int page_was_mapped = 0;
1040         struct page *new_hpage;
1041         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1042
1043         /*
1044          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1045          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1046          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1047          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1048          * kicking migration.
1049          */
1050         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage))) {
1051                 putback_active_hugepage(hpage);
1052                 return -ENOSYS;
1053         }
1054
1055         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1056         if (!new_hpage)
1057                 return -ENOMEM;
1058
1059         if (!trylock_page(hpage)) {
1060                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1061                         goto out;
1062                 lock_page(hpage);
1063         }
1064
1065         if (PageAnon(hpage))
1066                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1067
1068         if (unlikely(!trylock_page(new_hpage)))
1069                 goto put_anon;
1070
1071         if (page_mapped(hpage)) {
1072                 try_to_unmap(hpage,
1073                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1074                 page_was_mapped = 1;
1075         }
1076
1077         if (!page_mapped(hpage))
1078                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, mode);
1079
1080         if (page_was_mapped)
1081                 remove_migration_ptes(hpage,
1082                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? new_hpage : hpage, false);
1083
1084         unlock_page(new_hpage);
1085
1086 put_anon:
1087         if (anon_vma)
1088                 put_anon_vma(anon_vma);
1089
1090         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1091                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1092                 put_new_page = NULL;
1093                 set_page_owner_migrate_reason(new_hpage, reason);
1094         }
1095
1096         unlock_page(hpage);
1097 out:
1098         if (rc != -EAGAIN)
1099                 putback_active_hugepage(hpage);
1100
1101         /*
1102          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1103          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1104          * isolation.
1105          */
1106         if (put_new_page)
1107                 put_new_page(new_hpage, private);
1108         else
1109                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1110
1111         if (result) {
1112                 if (rc)
1113                         *result = rc;
1114                 else
1115                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1116         }
1117         return rc;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1122  *                 supplied as the target for the page migration
1123  *
1124  * @from:               The list of pages to be migrated.
1125  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1126  *                      as the target of the page migration.
1127  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1128  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1129  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1130  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1131  *                      page migration, if any.
1132  * @reason:             The reason for page migration.
1133  *
1134  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1135  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1136  * The caller should call putback_movable_pages() to return pages to the LRU
1137  * or free list only if ret != 0.
1138  *
1139  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1140  */
1141 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1142                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1143                 enum migrate_mode mode, int reason)
1144 {
1145         int retry = 1;
1146         int nr_failed = 0;
1147         int nr_succeeded = 0;
1148         int pass = 0;
1149         struct page *page;
1150         struct page *page2;
1151         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1152         int rc;
1153
1154         if (!swapwrite)
1155                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1156
1157         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1158                 retry = 0;
1159
1160                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1161                         cond_resched();
1162
1163                         if (PageHuge(page))
1164                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1165                                                 put_new_page, private, page,
1166                                                 pass > 2, mode, reason);
1167                         else
1168                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1169                                                 private, page, pass > 2, mode,
1170                                                 reason);
1171
1172                         switch(rc) {
1173                         case -ENOMEM:
1174                                 nr_failed++;
1175                                 goto out;
1176                         case -EAGAIN:
1177                                 retry++;
1178                                 break;
1179                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1180                                 nr_succeeded++;
1181                                 break;
1182                         default:
1183                                 /*
1184                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1185                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1186                                  * removed from migration page list and not
1187                                  * retried in the next outer loop.
1188                                  */
1189                                 nr_failed++;
1190                                 break;
1191                         }
1192                 }
1193         }
1194         nr_failed += retry;
1195         rc = nr_failed;
1196 out:
1197         if (nr_succeeded)
1198                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1199         if (nr_failed)
1200                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1201         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1202
1203         if (!swapwrite)
1204                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1205
1206         return rc;
1207 }
1208
1209 #ifdef CONFIG_NUMA
1210 /*
1211  * Move a list of individual pages
1212  */
1213 struct page_to_node {
1214         unsigned long addr;
1215         struct page *page;
1216         int node;
1217         int status;
1218 };
1219
1220 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1221                 int **result)
1222 {
1223         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1224
1225         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1226                 pm++;
1227
1228         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1229                 return NULL;
1230
1231         *result = &pm->status;
1232
1233         if (PageHuge(p))
1234                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1235                                         pm->node);
1236         else
1237                 return __alloc_pages_node(pm->node,
1238                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE, 0);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1243  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1244  * and the node number must contain a valid target node.
1245  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1246  */
1247 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1248                                       struct page_to_node *pm,
1249                                       int migrate_all)
1250 {
1251         int err;
1252         struct page_to_node *pp;
1253         LIST_HEAD(pagelist);
1254
1255         down_read(&mm->mmap_sem);
1256
1257         /*
1258          * Build a list of pages to migrate
1259          */
1260         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1261                 struct vm_area_struct *vma;
1262                 struct page *page;
1263
1264                 err = -EFAULT;
1265                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1266                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1267                         goto set_status;
1268
1269                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1270                 page = follow_page(vma, pp->addr,
1271                                 FOLL_GET | FOLL_SPLIT | FOLL_DUMP);
1272
1273                 err = PTR_ERR(page);
1274                 if (IS_ERR(page))
1275                         goto set_status;
1276
1277                 err = -ENOENT;
1278                 if (!page)
1279                         goto set_status;
1280
1281                 pp->page = page;
1282                 err = page_to_nid(page);
1283
1284                 if (err == pp->node)
1285                         /*
1286                          * Node already in the right place
1287                          */
1288                         goto put_and_set;
1289
1290                 err = -EACCES;
1291                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1292                                 !migrate_all)
1293                         goto put_and_set;
1294
1295                 if (PageHuge(page)) {
1296                         if (PageHead(page))
1297                                 isolate_huge_page(page, &pagelist);
1298                         goto put_and_set;
1299                 }
1300
1301                 err = isolate_lru_page(page);
1302                 if (!err) {
1303                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1304                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1305                                             page_is_file_cache(page));
1306                 }
1307 put_and_set:
1308                 /*
1309                  * Either remove the duplicate refcount from
1310                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1311                  * not isolated.
1312                  */
1313                 put_page(page);
1314 set_status:
1315                 pp->status = err;
1316         }
1317
1318         err = 0;
1319         if (!list_empty(&pagelist)) {
1320                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node, NULL,
1321                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1322                 if (err)
1323                         putback_movable_pages(&pagelist);
1324         }
1325
1326         up_read(&mm->mmap_sem);
1327         return err;
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1332  * the corresponding array of status.
1333  */
1334 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1335                          unsigned long nr_pages,
1336                          const void __user * __user *pages,
1337                          const int __user *nodes,
1338                          int __user *status, int flags)
1339 {
1340         struct page_to_node *pm;
1341         unsigned long chunk_nr_pages;
1342         unsigned long chunk_start;
1343         int err;
1344
1345         err = -ENOMEM;
1346         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1347         if (!pm)
1348                 goto out;
1349
1350         migrate_prep();
1351
1352         /*
1353          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1354          * but keep the last one as a marker
1355          */
1356         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1357
1358         for (chunk_start = 0;
1359              chunk_start < nr_pages;
1360              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1361                 int j;
1362
1363                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1364                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1365
1366                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1367                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1368                         const void __user *p;
1369                         int node;
1370
1371                         err = -EFAULT;
1372                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1373                                 goto out_pm;
1374                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1375
1376                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1377                                 goto out_pm;
1378
1379                         err = -ENODEV;
1380                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1381                                 goto out_pm;
1382
1383                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1384                                 goto out_pm;
1385
1386                         err = -EACCES;
1387                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1388                                 goto out_pm;
1389
1390                         pm[j].node = node;
1391                 }
1392
1393                 /* End marker for this chunk */
1394                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1395
1396                 /* Migrate this chunk */
1397                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1398                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1399                 if (err < 0)
1400                         goto out_pm;
1401
1402                 /* Return status information */
1403                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1404                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1405                                 err = -EFAULT;
1406                                 goto out_pm;
1407                         }
1408         }
1409         err = 0;
1410
1411 out_pm:
1412         free_page((unsigned long)pm);
1413 out:
1414         return err;
1415 }
1416
1417 /*
1418  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1419  */
1420 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1421                                 const void __user **pages, int *status)
1422 {
1423         unsigned long i;
1424
1425         down_read(&mm->mmap_sem);
1426
1427         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1428                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1429                 struct vm_area_struct *vma;
1430                 struct page *page;
1431                 int err = -EFAULT;
1432
1433                 vma = find_vma(mm, addr);
1434                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1435                         goto set_status;
1436
1437                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1438                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_DUMP);
1439
1440                 err = PTR_ERR(page);
1441                 if (IS_ERR(page))
1442                         goto set_status;
1443
1444                 err = page ? page_to_nid(page) : -ENOENT;
1445 set_status:
1446                 *status = err;
1447
1448                 pages++;
1449                 status++;
1450         }
1451
1452         up_read(&mm->mmap_sem);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1457  * a user array of status.
1458  */
1459 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1460                          const void __user * __user *pages,
1461                          int __user *status)
1462 {
1463 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1464         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1465         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1466
1467         while (nr_pages) {
1468                 unsigned long chunk_nr;
1469
1470                 chunk_nr = nr_pages;
1471                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1472                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1473
1474                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1475                         break;
1476
1477                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1478
1479                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1480                         break;
1481
1482                 pages += chunk_nr;
1483                 status += chunk_nr;
1484                 nr_pages -= chunk_nr;
1485         }
1486         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1487 }
1488
1489 /*
1490  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1491  * process.
1492  */
1493 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1494                 const void __user * __user *, pages,
1495                 const int __user *, nodes,
1496                 int __user *, status, int, flags)
1497 {
1498         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1499         struct task_struct *task;
1500         struct mm_struct *mm;
1501         int err;
1502         nodemask_t task_nodes;
1503
1504         /* Check flags */
1505         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1506                 return -EINVAL;
1507
1508         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1509                 return -EPERM;
1510
1511         /* Find the mm_struct */
1512         rcu_read_lock();
1513         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1514         if (!task) {
1515                 rcu_read_unlock();
1516                 return -ESRCH;
1517         }
1518         get_task_struct(task);
1519
1520         /*
1521          * Check if this process has the right to modify the specified
1522          * process. The right exists if the process has administrative
1523          * capabilities, superuser privileges or the same
1524          * userid as the target process.
1525          */
1526         tcred = __task_cred(task);
1527         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1528             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1529             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1530                 rcu_read_unlock();
1531                 err = -EPERM;
1532                 goto out;
1533         }
1534         rcu_read_unlock();
1535
1536         err = security_task_movememory(task);
1537         if (err)
1538                 goto out;
1539
1540         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1541         mm = get_task_mm(task);
1542         put_task_struct(task);
1543
1544         if (!mm)
1545                 return -EINVAL;
1546
1547         if (nodes)
1548                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1549                                     nodes, status, flags);
1550         else
1551                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1552
1553         mmput(mm);
1554         return err;
1555
1556 out:
1557         put_task_struct(task);
1558         return err;
1559 }
1560
1561 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1562 /*
1563  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1564  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1565  */
1566 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1567                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1568 {
1569         int z;
1570         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1571                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1572
1573                 if (!populated_zone(zone))
1574                         continue;
1575
1576                 if (!zone_reclaimable(zone))
1577                         continue;
1578
1579                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1580                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1581                                        high_wmark_pages(zone) +
1582                                        nr_migrate_pages,
1583                                        0, 0))
1584                         continue;
1585                 return true;
1586         }
1587         return false;
1588 }
1589
1590 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1591                                            unsigned long data,
1592                                            int **result)
1593 {
1594         int nid = (int) data;
1595         struct page *newpage;
1596
1597         newpage = __alloc_pages_node(nid,
1598                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1599                                           __GFP_THISNODE | __GFP_NOMEMALLOC |
1600                                           __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) &
1601                                          ~__GFP_RECLAIM, 0);
1602
1603         return newpage;
1604 }
1605
1606 /*
1607  * page migration rate limiting control.
1608  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1609  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1610  */
1611 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1612 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1613
1614 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1615 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1616                                         unsigned long nr_pages)
1617 {
1618         /*
1619          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1620          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1621          * all the time is being spent migrating!
1622          */
1623         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1624                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1625                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1626                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1627                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1628                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1629         }
1630         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1631                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1632                                                                 nr_pages);
1633                 return true;
1634         }
1635
1636         /*
1637          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1638          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1639          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1640          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1641          */
1642         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1643         return false;
1644 }
1645
1646 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1647 {
1648         int page_lru;
1649
1650         VM_BUG_ON_PAGE(compound_order(page) && !PageTransHuge(page), page);
1651
1652         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1653         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1654                 return 0;
1655
1656         if (isolate_lru_page(page))
1657                 return 0;
1658
1659         /*
1660          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1661          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1662          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1663          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1664          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1665          */
1666         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1667                 putback_lru_page(page);
1668                 return 0;
1669         }
1670
1671         page_lru = page_is_file_cache(page);
1672         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1673                                 hpage_nr_pages(page));
1674
1675         /*
1676          * Isolating the page has taken another reference, so the
1677          * caller's reference can be safely dropped without the page
1678          * disappearing underneath us during migration.
1679          */
1680         put_page(page);
1681         return 1;
1682 }
1683
1684 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1685 {
1686         struct page *page = pmd_page(pmd);
1687         return PageLocked(page);
1688 }
1689
1690 /*
1691  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1692  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1693  * the page that will be dropped by this function before returning.
1694  */
1695 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1696                            int node)
1697 {
1698         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1699         int isolated;
1700         int nr_remaining;
1701         LIST_HEAD(migratepages);
1702
1703         /*
1704          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1705          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1706          */
1707         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1708             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1709                 goto out;
1710
1711         /*
1712          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1713          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1714          * all the time is being spent migrating!
1715          */
1716         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1717                 goto out;
1718
1719         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1720         if (!isolated)
1721                 goto out;
1722
1723         list_add(&page->lru, &migratepages);
1724         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1725                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
1726                                      MR_NUMA_MISPLACED);
1727         if (nr_remaining) {
1728                 if (!list_empty(&migratepages)) {
1729                         list_del(&page->lru);
1730                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1731                                         page_is_file_cache(page));
1732                         putback_lru_page(page);
1733                 }
1734                 isolated = 0;
1735         } else
1736                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1737         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1738         return isolated;
1739
1740 out:
1741         put_page(page);
1742         return 0;
1743 }
1744 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1745
1746 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1747 /*
1748  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1749  * before returning.
1750  */
1751 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1752                                 struct vm_area_struct *vma,
1753                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1754                                 unsigned long address,
1755                                 struct page *page, int node)
1756 {
1757         spinlock_t *ptl;
1758         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1759         int isolated = 0;
1760         struct page *new_page = NULL;
1761         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1762         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1763         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1764         pmd_t orig_entry;
1765
1766         /*
1767          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1768          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1769          * all the time is being spent migrating!
1770          */
1771         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1772                 goto out_dropref;
1773
1774         new_page = alloc_pages_node(node,
1775                 (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE) & ~__GFP_RECLAIM,
1776                 HPAGE_PMD_ORDER);
1777         if (!new_page)
1778                 goto out_fail;
1779         prep_transhuge_page(new_page);
1780
1781         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1782         if (!isolated) {
1783                 put_page(new_page);
1784                 goto out_fail;
1785         }
1786         /*
1787          * We are not sure a pending tlb flush here is for a huge page
1788          * mapping or not. Hence use the tlb range variant
1789          */
1790         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1791                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1792
1793         /* Prepare a page as a migration target */
1794         __SetPageLocked(new_page);
1795         __SetPageSwapBacked(new_page);
1796
1797         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1798         new_page->mapping = page->mapping;
1799         new_page->index = page->index;
1800         migrate_page_copy(new_page, page);
1801         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1802
1803         /* Recheck the target PMD */
1804         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1805         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1806         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1807 fail_putback:
1808                 spin_unlock(ptl);
1809                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1810
1811                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1812                 if (TestClearPageActive(new_page))
1813                         SetPageActive(page);
1814                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1815                         SetPageUnevictable(page);
1816
1817                 unlock_page(new_page);
1818                 put_page(new_page);             /* Free it */
1819
1820                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1821                 get_page(page);
1822                 putback_lru_page(page);
1823                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1824                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1825
1826                 goto out_unlock;
1827         }
1828
1829         orig_entry = *pmd;
1830         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1831         entry = pmd_mkhuge(entry);
1832         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1833
1834         /*
1835          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1836          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1837          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1838          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1839          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1840          */
1841         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1842         page_add_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start, true);
1843         pmdp_huge_clear_flush_notify(vma, mmun_start, pmd);
1844         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1845         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1846
1847         if (page_count(page) != 2) {
1848                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1849                 flush_pmd_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1850                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, mmun_start, mmun_end);
1851                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1852                 page_remove_rmap(new_page, true);
1853                 goto fail_putback;
1854         }
1855
1856         mlock_migrate_page(new_page, page);
1857         page_remove_rmap(page, true);
1858         set_page_owner_migrate_reason(new_page, MR_NUMA_MISPLACED);
1859
1860         spin_unlock(ptl);
1861         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1862
1863         /* Take an "isolate" reference and put new page on the LRU. */
1864         get_page(new_page);
1865         putback_lru_page(new_page);
1866
1867         unlock_page(new_page);
1868         unlock_page(page);
1869         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1870         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1871
1872         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1873         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1874
1875         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1876                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1877                         -HPAGE_PMD_NR);
1878         return isolated;
1879
1880 out_fail:
1881         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1882 out_dropref:
1883         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1884         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1885                 entry = pmd_modify(entry, vma->vm_page_prot);
1886                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1887                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1888         }
1889         spin_unlock(ptl);
1890
1891 out_unlock:
1892         unlock_page(page);
1893         put_page(page);
1894         return 0;
1895 }
1896 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1897
1898 #endif /* CONFIG_NUMA */