]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/migrate.c
kernfs: invoke kernfs_unmap_bin_file() directly from __kernfs_remove()
[karo-tx-linux.git] / mm / migrate.c
1 /*
2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migration.c
3  *
4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
5  *
6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
7  * project. The main authors of the migration code are:
8  *
9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
12  * Christoph Lameter
13  */
14
15 #include <linux/migrate.h>
16 #include <linux/export.h>
17 #include <linux/swap.h>
18 #include <linux/swapops.h>
19 #include <linux/pagemap.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/mm_inline.h>
22 #include <linux/nsproxy.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/ksm.h>
25 #include <linux/rmap.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/cpu.h>
28 #include <linux/cpuset.h>
29 #include <linux/writeback.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/vmalloc.h>
32 #include <linux/security.h>
33 #include <linux/memcontrol.h>
34 #include <linux/syscalls.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/hugetlb_cgroup.h>
37 #include <linux/gfp.h>
38 #include <linux/balloon_compaction.h>
39 #include <linux/mmu_notifier.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42
43 #define CREATE_TRACE_POINTS
44 #include <trace/events/migrate.h>
45
46 #include "internal.h"
47
48 /*
49  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
50  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
51  * undesirable, use migrate_prep_local()
52  */
53 int migrate_prep(void)
54 {
55         /*
56          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
57          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
58          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
59          * pages that may be busy.
60          */
61         lru_add_drain_all();
62
63         return 0;
64 }
65
66 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
67 int migrate_prep_local(void)
68 {
69         lru_add_drain();
70
71         return 0;
72 }
73
74 /*
75  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
76  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
77  */
78 void putback_lru_pages(struct list_head *l)
79 {
80         struct page *page;
81         struct page *page2;
82
83         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
84                 list_del(&page->lru);
85                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
86                                 page_is_file_cache(page));
87                         putback_lru_page(page);
88         }
89 }
90
91 /*
92  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
93  * from where they were once taken off for compaction/migration.
94  *
95  * This function shall be used instead of putback_lru_pages(),
96  * whenever the isolated pageset has been built by isolate_migratepages_range()
97  */
98 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
99 {
100         struct page *page;
101         struct page *page2;
102
103         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
104                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
105                         putback_active_hugepage(page);
106                         continue;
107                 }
108                 list_del(&page->lru);
109                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
110                                 page_is_file_cache(page));
111                 if (unlikely(isolated_balloon_page(page)))
112                         balloon_page_putback(page);
113                 else
114                         putback_lru_page(page);
115         }
116 }
117
118 /*
119  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
120  */
121 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
122                                  unsigned long addr, void *old)
123 {
124         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
125         swp_entry_t entry;
126         pmd_t *pmd;
127         pte_t *ptep, pte;
128         spinlock_t *ptl;
129
130         if (unlikely(PageHuge(new))) {
131                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
132                 if (!ptep)
133                         goto out;
134                 ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, ptep);
135         } else {
136                 pmd = mm_find_pmd(mm, addr);
137                 if (!pmd)
138                         goto out;
139                 if (pmd_trans_huge(*pmd))
140                         goto out;
141
142                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
143
144                 /*
145                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
146                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
147                  */
148
149                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
150         }
151
152         spin_lock(ptl);
153         pte = *ptep;
154         if (!is_swap_pte(pte))
155                 goto unlock;
156
157         entry = pte_to_swp_entry(pte);
158
159         if (!is_migration_entry(entry) ||
160             migration_entry_to_page(entry) != old)
161                 goto unlock;
162
163         get_page(new);
164         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
165         if (pte_swp_soft_dirty(*ptep))
166                 pte = pte_mksoft_dirty(pte);
167         if (is_write_migration_entry(entry))
168                 pte = pte_mkwrite(pte);
169 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
170         if (PageHuge(new)) {
171                 pte = pte_mkhuge(pte);
172                 pte = arch_make_huge_pte(pte, vma, new, 0);
173         }
174 #endif
175         flush_dcache_page(new);
176         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
177
178         if (PageHuge(new)) {
179                 if (PageAnon(new))
180                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
181                 else
182                         page_dup_rmap(new);
183         } else if (PageAnon(new))
184                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
185         else
186                 page_add_file_rmap(new);
187
188         /* No need to invalidate - it was non-present before */
189         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
190 unlock:
191         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
192 out:
193         return SWAP_AGAIN;
194 }
195
196 /*
197  * Get rid of all migration entries and replace them by
198  * references to the indicated page.
199  */
200 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
201 {
202         rmap_walk(new, remove_migration_pte, old);
203 }
204
205 /*
206  * Something used the pte of a page under migration. We need to
207  * get to the page and wait until migration is finished.
208  * When we return from this function the fault will be retried.
209  */
210 static void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
211                                 spinlock_t *ptl)
212 {
213         pte_t pte;
214         swp_entry_t entry;
215         struct page *page;
216
217         spin_lock(ptl);
218         pte = *ptep;
219         if (!is_swap_pte(pte))
220                 goto out;
221
222         entry = pte_to_swp_entry(pte);
223         if (!is_migration_entry(entry))
224                 goto out;
225
226         page = migration_entry_to_page(entry);
227
228         /*
229          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
230          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
231          * against a page without get_page().
232          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
233          * will occur again.
234          */
235         if (!get_page_unless_zero(page))
236                 goto out;
237         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
238         wait_on_page_locked(page);
239         put_page(page);
240         return;
241 out:
242         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
243 }
244
245 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
246                                 unsigned long address)
247 {
248         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
249         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
250         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
251 }
252
253 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma,
254                 struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
255 {
256         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, pte);
257         __migration_entry_wait(mm, pte, ptl);
258 }
259
260 #ifdef CONFIG_BLOCK
261 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
262 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
263                                                         enum migrate_mode mode)
264 {
265         struct buffer_head *bh = head;
266
267         /* Simple case, sync compaction */
268         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
269                 do {
270                         get_bh(bh);
271                         lock_buffer(bh);
272                         bh = bh->b_this_page;
273
274                 } while (bh != head);
275
276                 return true;
277         }
278
279         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
280         do {
281                 get_bh(bh);
282                 if (!trylock_buffer(bh)) {
283                         /*
284                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
285                          * async migration. Release the taken locks
286                          */
287                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
288                         put_bh(failed_bh);
289                         bh = head;
290                         while (bh != failed_bh) {
291                                 unlock_buffer(bh);
292                                 put_bh(bh);
293                                 bh = bh->b_this_page;
294                         }
295                         return false;
296                 }
297
298                 bh = bh->b_this_page;
299         } while (bh != head);
300         return true;
301 }
302 #else
303 static inline bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
304                                                         enum migrate_mode mode)
305 {
306         return true;
307 }
308 #endif /* CONFIG_BLOCK */
309
310 /*
311  * Replace the page in the mapping.
312  *
313  * The number of remaining references must be:
314  * 1 for anonymous pages without a mapping
315  * 2 for pages with a mapping
316  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
317  */
318 int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
319                 struct page *newpage, struct page *page,
320                 struct buffer_head *head, enum migrate_mode mode,
321                 int extra_count)
322 {
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                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
331         }
332
333         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
334
335         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
336                                         page_index(page));
337
338         expected_count += 1 + page_has_private(page);
339         if (page_count(page) != expected_count ||
340                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
341                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
342                 return -EAGAIN;
343         }
344
345         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
346                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
347                 return -EAGAIN;
348         }
349
350         /*
351          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
352          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
353          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
354          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
355          * block waiting on other references to be dropped.
356          */
357         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
358                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
359                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
360                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
361                 return -EAGAIN;
362         }
363
364         /*
365          * Now we know that no one else is looking at the page.
366          */
367         get_page(newpage);      /* add cache reference */
368         if (PageSwapCache(page)) {
369                 SetPageSwapCache(newpage);
370                 set_page_private(newpage, page_private(page));
371         }
372
373         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
374
375         /*
376          * Drop cache reference from old page by unfreezing
377          * to one less reference.
378          * We know this isn't the last reference.
379          */
380         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
381
382         /*
383          * If moved to a different zone then also account
384          * the page for that zone. Other VM counters will be
385          * taken care of when we establish references to the
386          * new page and drop references to the old page.
387          *
388          * Note that anonymous pages are accounted for
389          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
390          * are mapped to swap space.
391          */
392         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
393         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
394         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
395                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
396                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
397         }
398         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
399
400         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
401 }
402
403 /*
404  * The expected number of remaining references is the same as that
405  * of migrate_page_move_mapping().
406  */
407 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
408                                    struct page *newpage, struct page *page)
409 {
410         int expected_count;
411         void **pslot;
412
413         if (!mapping) {
414                 if (page_count(page) != 1)
415                         return -EAGAIN;
416                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
417         }
418
419         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
420
421         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
422                                         page_index(page));
423
424         expected_count = 2 + page_has_private(page);
425         if (page_count(page) != expected_count ||
426                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
427                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
428                 return -EAGAIN;
429         }
430
431         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
432                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
433                 return -EAGAIN;
434         }
435
436         get_page(newpage);
437
438         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
439
440         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
441
442         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
443         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
444 }
445
446 /*
447  * Gigantic pages are so large that we do not guarantee that page++ pointer
448  * arithmetic will work across the entire page.  We need something more
449  * specialized.
450  */
451 static void __copy_gigantic_page(struct page *dst, struct page *src,
452                                 int nr_pages)
453 {
454         int i;
455         struct page *dst_base = dst;
456         struct page *src_base = src;
457
458         for (i = 0; i < nr_pages; ) {
459                 cond_resched();
460                 copy_highpage(dst, src);
461
462                 i++;
463                 dst = mem_map_next(dst, dst_base, i);
464                 src = mem_map_next(src, src_base, i);
465         }
466 }
467
468 static void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src)
469 {
470         int i;
471         int nr_pages;
472
473         if (PageHuge(src)) {
474                 /* hugetlbfs page */
475                 struct hstate *h = page_hstate(src);
476                 nr_pages = pages_per_huge_page(h);
477
478                 if (unlikely(nr_pages > MAX_ORDER_NR_PAGES)) {
479                         __copy_gigantic_page(dst, src, nr_pages);
480                         return;
481                 }
482         } else {
483                 /* thp page */
484                 BUG_ON(!PageTransHuge(src));
485                 nr_pages = hpage_nr_pages(src);
486         }
487
488         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
489                 cond_resched();
490                 copy_highpage(dst + i, src + i);
491         }
492 }
493
494 /*
495  * Copy the page to its new location
496  */
497 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
498 {
499         int cpupid;
500
501         if (PageHuge(page) || PageTransHuge(page))
502                 copy_huge_page(newpage, page);
503         else
504                 copy_highpage(newpage, page);
505
506         if (PageError(page))
507                 SetPageError(newpage);
508         if (PageReferenced(page))
509                 SetPageReferenced(newpage);
510         if (PageUptodate(page))
511                 SetPageUptodate(newpage);
512         if (TestClearPageActive(page)) {
513                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
514                 SetPageActive(newpage);
515         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
516                 SetPageUnevictable(newpage);
517         if (PageChecked(page))
518                 SetPageChecked(newpage);
519         if (PageMappedToDisk(page))
520                 SetPageMappedToDisk(newpage);
521
522         if (PageDirty(page)) {
523                 clear_page_dirty_for_io(page);
524                 /*
525                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
526                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
527                  * but we can't use set_page_dirty because that function
528                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
529                  * Whereas only part of our page may be dirty.
530                  */
531                 if (PageSwapBacked(page))
532                         SetPageDirty(newpage);
533                 else
534                         __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
535         }
536
537         /*
538          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
539          * future migrations of this same page.
540          */
541         cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, -1);
542         page_cpupid_xchg_last(newpage, cpupid);
543
544         mlock_migrate_page(newpage, page);
545         ksm_migrate_page(newpage, page);
546         /*
547          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
548          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
549          */
550         ClearPageSwapCache(page);
551         ClearPagePrivate(page);
552         set_page_private(page, 0);
553
554         /*
555          * If any waiters have accumulated on the new page then
556          * wake them up.
557          */
558         if (PageWriteback(newpage))
559                 end_page_writeback(newpage);
560 }
561
562 /************************************************************
563  *                    Migration functions
564  ***********************************************************/
565
566 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
567 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
568                         struct page *newpage, struct page *page)
569 {
570         return -EIO;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
573
574 /*
575  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
576  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
577  *
578  * Pages are locked upon entry and exit.
579  */
580 int migrate_page(struct address_space *mapping,
581                 struct page *newpage, struct page *page,
582                 enum migrate_mode mode)
583 {
584         int rc;
585
586         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
587
588         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode, 0);
589
590         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
591                 return rc;
592
593         migrate_page_copy(newpage, page);
594         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
595 }
596 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
597
598 #ifdef CONFIG_BLOCK
599 /*
600  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
601  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
602  * exist.
603  */
604 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
605                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
606 {
607         struct buffer_head *bh, *head;
608         int rc;
609
610         if (!page_has_buffers(page))
611                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
612
613         head = page_buffers(page);
614
615         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode, 0);
616
617         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
618                 return rc;
619
620         /*
621          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
622          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
623          * need to be locked now
624          */
625         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
626                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
627
628         ClearPagePrivate(page);
629         set_page_private(newpage, page_private(page));
630         set_page_private(page, 0);
631         put_page(page);
632         get_page(newpage);
633
634         bh = head;
635         do {
636                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
637                 bh = bh->b_this_page;
638
639         } while (bh != head);
640
641         SetPagePrivate(newpage);
642
643         migrate_page_copy(newpage, page);
644
645         bh = head;
646         do {
647                 unlock_buffer(bh);
648                 put_bh(bh);
649                 bh = bh->b_this_page;
650
651         } while (bh != head);
652
653         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
654 }
655 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
656 #endif
657
658 /*
659  * Writeback a page to clean the dirty state
660  */
661 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
662 {
663         struct writeback_control wbc = {
664                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
665                 .nr_to_write = 1,
666                 .range_start = 0,
667                 .range_end = LLONG_MAX,
668                 .for_reclaim = 1
669         };
670         int rc;
671
672         if (!mapping->a_ops->writepage)
673                 /* No write method for the address space */
674                 return -EINVAL;
675
676         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
677                 /* Someone else already triggered a write */
678                 return -EAGAIN;
679
680         /*
681          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
682          * the page on some queue. So the page must be clean for
683          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
684          * page state is no longer what we checked for earlier.
685          * At this point we know that the migration attempt cannot
686          * be successful.
687          */
688         remove_migration_ptes(page, page);
689
690         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
691
692         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
693                 /* unlocked. Relock */
694                 lock_page(page);
695
696         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
697 }
698
699 /*
700  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
701  */
702 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
703         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
704 {
705         if (PageDirty(page)) {
706                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
707                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
708                         return -EBUSY;
709                 return writeout(mapping, page);
710         }
711
712         /*
713          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
714          * We must have no buffers or drop them.
715          */
716         if (page_has_private(page) &&
717             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
718                 return -EAGAIN;
719
720         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
721 }
722
723 /*
724  * Move a page to a newly allocated page
725  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
726  *
727  * The new page will have replaced the old page if this function
728  * is successful.
729  *
730  * Return value:
731  *   < 0 - error code
732  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
733  */
734 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
735                                 int remap_swapcache, enum migrate_mode mode)
736 {
737         struct address_space *mapping;
738         int rc;
739
740         /*
741          * Block others from accessing the page when we get around to
742          * establishing additional references. We are the only one
743          * holding a reference to the new page at this point.
744          */
745         if (!trylock_page(newpage))
746                 BUG();
747
748         /* Prepare mapping for the new page.*/
749         newpage->index = page->index;
750         newpage->mapping = page->mapping;
751         if (PageSwapBacked(page))
752                 SetPageSwapBacked(newpage);
753
754         mapping = page_mapping(page);
755         if (!mapping)
756                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
757         else if (mapping->a_ops->migratepage)
758                 /*
759                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
760                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
761                  * space which also has its own migratepage callback. This
762                  * is the most common path for page migration.
763                  */
764                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
765                                                 newpage, page, mode);
766         else
767                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
768
769         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
770                 newpage->mapping = NULL;
771         } else {
772                 if (remap_swapcache)
773                         remove_migration_ptes(page, newpage);
774                 page->mapping = NULL;
775         }
776
777         unlock_page(newpage);
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 remap_swapcache = 1;
787         struct mem_cgroup *mem;
788         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
789
790         if (!trylock_page(page)) {
791                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
792                         goto out;
793
794                 /*
795                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
796                  * For example, during page readahead pages are added locked
797                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
798                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
799                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
800                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
801                  * second or third page, the process can end up locking
802                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
803                  * trying to be clever about what pages can be locked,
804                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
805                  * altogether.
806                  */
807                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
808                         goto out;
809
810                 lock_page(page);
811         }
812
813         /* charge against new page */
814         mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage, &mem);
815
816         if (PageWriteback(page)) {
817                 /*
818                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
819                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
820                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
821                  * the overhead of stalling is too much
822                  */
823                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
824                         rc = -EBUSY;
825                         goto uncharge;
826                 }
827                 if (!force)
828                         goto uncharge;
829                 wait_on_page_writeback(page);
830         }
831         /*
832          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
833          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
834          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
835          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
836          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
837          * just care Anon page here.
838          */
839         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page)) {
840                 /*
841                  * Only page_lock_anon_vma_read() understands the subtleties of
842                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
843                  */
844                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
845                 if (anon_vma) {
846                         /*
847                          * Anon page
848                          */
849                 } else if (PageSwapCache(page)) {
850                         /*
851                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
852                          * swapcache page is safe to use because we don't
853                          * know in advance if the VMA that this page belonged
854                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
855                          * data have been freed, then the anon_vma could
856                          * already be invalid.
857                          *
858                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
859                          * migrated but are not remapped when migration
860                          * completes
861                          */
862                         remap_swapcache = 0;
863                 } else {
864                         goto uncharge;
865                 }
866         }
867
868         if (unlikely(balloon_page_movable(page))) {
869                 /*
870                  * A ballooned page does not need any special attention from
871                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
872                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
873                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
874                  * the page migration right away (proteced by page lock).
875                  */
876                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
877                 goto uncharge;
878         }
879
880         /*
881          * Corner case handling:
882          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
883          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
884          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
885          * trigger a BUG.  So handle it here.
886          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
887          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
888          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
889          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
890          * free the metadata, so the page can be freed.
891          */
892         if (!page->mapping) {
893                 VM_BUG_ON(PageAnon(page));
894                 if (page_has_private(page)) {
895                         try_to_free_buffers(page);
896                         goto uncharge;
897                 }
898                 goto skip_unmap;
899         }
900
901         /* Establish migration ptes or remove ptes */
902         try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
903
904 skip_unmap:
905         if (!page_mapped(page))
906                 rc = move_to_new_page(newpage, page, remap_swapcache, mode);
907
908         if (rc && remap_swapcache)
909                 remove_migration_ptes(page, page);
910
911         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
912         if (anon_vma)
913                 put_anon_vma(anon_vma);
914
915 uncharge:
916         mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage,
917                                  (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ||
918                                   rc == MIGRATEPAGE_BALLOON_SUCCESS));
919         unlock_page(page);
920 out:
921         return rc;
922 }
923
924 /*
925  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
926  * to the newly allocated page in newpage.
927  */
928 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
929                         struct page *page, int force, enum migrate_mode mode)
930 {
931         int rc = 0;
932         int *result = NULL;
933         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
934
935         if (!newpage)
936                 return -ENOMEM;
937
938         if (page_count(page) == 1) {
939                 /* page was freed from under us. So we are done. */
940                 goto out;
941         }
942
943         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
944                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
945                         goto out;
946
947         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
948
949         if (unlikely(rc == MIGRATEPAGE_BALLOON_SUCCESS)) {
950                 /*
951                  * A ballooned page has been migrated already.
952                  * Now, it's the time to wrap-up counters,
953                  * handle the page back to Buddy and return.
954                  */
955                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
956                                     page_is_file_cache(page));
957                 balloon_page_free(page);
958                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
959         }
960 out:
961         if (rc != -EAGAIN) {
962                 /*
963                  * A page that has been migrated has all references
964                  * removed and will be freed. A page that has not been
965                  * migrated will have kepts its references and be
966                  * restored.
967                  */
968                 list_del(&page->lru);
969                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
970                                 page_is_file_cache(page));
971                 putback_lru_page(page);
972         }
973         /*
974          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
975          * then this will free the page.
976          */
977         putback_lru_page(newpage);
978         if (result) {
979                 if (rc)
980                         *result = rc;
981                 else
982                         *result = page_to_nid(newpage);
983         }
984         return rc;
985 }
986
987 /*
988  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
989  *
990  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
991  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
992  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
993  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
994  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
995  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
996  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
997  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
998  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
999  * hugepage migration fails without data corruption.
1000  *
1001  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1002  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1003  * will wait in the page fault for migration to complete.
1004  */
1005 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1006                                 unsigned long private, struct page *hpage,
1007                                 int force, enum migrate_mode mode)
1008 {
1009         int rc = 0;
1010         int *result = NULL;
1011         struct page *new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1012         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1013
1014         /*
1015          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1016          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1017          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1018          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1019          * kicking migration.
1020          */
1021         if (!hugepage_migration_support(page_hstate(hpage)))
1022                 return -ENOSYS;
1023
1024         if (!new_hpage)
1025                 return -ENOMEM;
1026
1027         rc = -EAGAIN;
1028
1029         if (!trylock_page(hpage)) {
1030                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1031                         goto out;
1032                 lock_page(hpage);
1033         }
1034
1035         if (PageAnon(hpage))
1036                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1037
1038         try_to_unmap(hpage, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1039
1040         if (!page_mapped(hpage))
1041                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, 1, mode);
1042
1043         if (rc)
1044                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
1045
1046         if (anon_vma)
1047                 put_anon_vma(anon_vma);
1048
1049         if (!rc)
1050                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1051
1052         unlock_page(hpage);
1053 out:
1054         if (rc != -EAGAIN)
1055                 putback_active_hugepage(hpage);
1056         put_page(new_hpage);
1057         if (result) {
1058                 if (rc)
1059                         *result = rc;
1060                 else
1061                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1062         }
1063         return rc;
1064 }
1065
1066 /*
1067  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1068  *                 supplied as the target for the page migration
1069  *
1070  * @from:               The list of pages to be migrated.
1071  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1072  *                      as the target of the page migration.
1073  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1074  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1075  *                      page migration, if any.
1076  * @reason:             The reason for page migration.
1077  *
1078  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1079  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1080  * The caller should call putback_lru_pages() to return pages to the LRU
1081  * or free list only if ret != 0.
1082  *
1083  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1084  */
1085 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1086                 unsigned long private, enum migrate_mode mode, int reason)
1087 {
1088         int retry = 1;
1089         int nr_failed = 0;
1090         int nr_succeeded = 0;
1091         int pass = 0;
1092         struct page *page;
1093         struct page *page2;
1094         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1095         int rc;
1096
1097         if (!swapwrite)
1098                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1099
1100         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1101                 retry = 0;
1102
1103                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1104                         cond_resched();
1105
1106                         if (PageHuge(page))
1107                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1108                                                 private, page, pass > 2, mode);
1109                         else
1110                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
1111                                                 page, pass > 2, mode);
1112
1113                         switch(rc) {
1114                         case -ENOMEM:
1115                                 goto out;
1116                         case -EAGAIN:
1117                                 retry++;
1118                                 break;
1119                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1120                                 nr_succeeded++;
1121                                 break;
1122                         default:
1123                                 /* Permanent failure */
1124                                 nr_failed++;
1125                                 break;
1126                         }
1127                 }
1128         }
1129         rc = nr_failed + retry;
1130 out:
1131         if (nr_succeeded)
1132                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1133         if (nr_failed)
1134                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1135         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1136
1137         if (!swapwrite)
1138                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1139
1140         return rc;
1141 }
1142
1143 #ifdef CONFIG_NUMA
1144 /*
1145  * Move a list of individual pages
1146  */
1147 struct page_to_node {
1148         unsigned long addr;
1149         struct page *page;
1150         int node;
1151         int status;
1152 };
1153
1154 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1155                 int **result)
1156 {
1157         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1158
1159         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1160                 pm++;
1161
1162         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1163                 return NULL;
1164
1165         *result = &pm->status;
1166
1167         if (PageHuge(p))
1168                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1169                                         pm->node);
1170         else
1171                 return alloc_pages_exact_node(pm->node,
1172                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1177  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1178  * and the node number must contain a valid target node.
1179  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1180  */
1181 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1182                                       struct page_to_node *pm,
1183                                       int migrate_all)
1184 {
1185         int err;
1186         struct page_to_node *pp;
1187         LIST_HEAD(pagelist);
1188
1189         down_read(&mm->mmap_sem);
1190
1191         /*
1192          * Build a list of pages to migrate
1193          */
1194         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1195                 struct vm_area_struct *vma;
1196                 struct page *page;
1197
1198                 err = -EFAULT;
1199                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1200                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1201                         goto set_status;
1202
1203                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET|FOLL_SPLIT);
1204
1205                 err = PTR_ERR(page);
1206                 if (IS_ERR(page))
1207                         goto set_status;
1208
1209                 err = -ENOENT;
1210                 if (!page)
1211                         goto set_status;
1212
1213                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1214                 if (PageReserved(page))
1215                         goto put_and_set;
1216
1217                 pp->page = page;
1218                 err = page_to_nid(page);
1219
1220                 if (err == pp->node)
1221                         /*
1222                          * Node already in the right place
1223                          */
1224                         goto put_and_set;
1225
1226                 err = -EACCES;
1227                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1228                                 !migrate_all)
1229                         goto put_and_set;
1230
1231                 if (PageHuge(page)) {
1232                         isolate_huge_page(page, &pagelist);
1233                         goto put_and_set;
1234                 }
1235
1236                 err = isolate_lru_page(page);
1237                 if (!err) {
1238                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1239                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1240                                             page_is_file_cache(page));
1241                 }
1242 put_and_set:
1243                 /*
1244                  * Either remove the duplicate refcount from
1245                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1246                  * not isolated.
1247                  */
1248                 put_page(page);
1249 set_status:
1250                 pp->status = err;
1251         }
1252
1253         err = 0;
1254         if (!list_empty(&pagelist)) {
1255                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
1256                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1257                 if (err)
1258                         putback_movable_pages(&pagelist);
1259         }
1260
1261         up_read(&mm->mmap_sem);
1262         return err;
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1267  * the corresponding array of status.
1268  */
1269 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1270                          unsigned long nr_pages,
1271                          const void __user * __user *pages,
1272                          const int __user *nodes,
1273                          int __user *status, int flags)
1274 {
1275         struct page_to_node *pm;
1276         unsigned long chunk_nr_pages;
1277         unsigned long chunk_start;
1278         int err;
1279
1280         err = -ENOMEM;
1281         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1282         if (!pm)
1283                 goto out;
1284
1285         migrate_prep();
1286
1287         /*
1288          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1289          * but keep the last one as a marker
1290          */
1291         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1292
1293         for (chunk_start = 0;
1294              chunk_start < nr_pages;
1295              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1296                 int j;
1297
1298                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1299                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1300
1301                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1302                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1303                         const void __user *p;
1304                         int node;
1305
1306                         err = -EFAULT;
1307                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1308                                 goto out_pm;
1309                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1310
1311                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1312                                 goto out_pm;
1313
1314                         err = -ENODEV;
1315                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1316                                 goto out_pm;
1317
1318                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1319                                 goto out_pm;
1320
1321                         err = -EACCES;
1322                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1323                                 goto out_pm;
1324
1325                         pm[j].node = node;
1326                 }
1327
1328                 /* End marker for this chunk */
1329                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1330
1331                 /* Migrate this chunk */
1332                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1333                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1334                 if (err < 0)
1335                         goto out_pm;
1336
1337                 /* Return status information */
1338                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1339                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1340                                 err = -EFAULT;
1341                                 goto out_pm;
1342                         }
1343         }
1344         err = 0;
1345
1346 out_pm:
1347         free_page((unsigned long)pm);
1348 out:
1349         return err;
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1354  */
1355 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1356                                 const void __user **pages, int *status)
1357 {
1358         unsigned long i;
1359
1360         down_read(&mm->mmap_sem);
1361
1362         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1363                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1364                 struct vm_area_struct *vma;
1365                 struct page *page;
1366                 int err = -EFAULT;
1367
1368                 vma = find_vma(mm, addr);
1369                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1370                         goto set_status;
1371
1372                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1373
1374                 err = PTR_ERR(page);
1375                 if (IS_ERR(page))
1376                         goto set_status;
1377
1378                 err = -ENOENT;
1379                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1380                 if (!page || PageReserved(page))
1381                         goto set_status;
1382
1383                 err = page_to_nid(page);
1384 set_status:
1385                 *status = err;
1386
1387                 pages++;
1388                 status++;
1389         }
1390
1391         up_read(&mm->mmap_sem);
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1396  * a user array of status.
1397  */
1398 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1399                          const void __user * __user *pages,
1400                          int __user *status)
1401 {
1402 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1403         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1404         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1405
1406         while (nr_pages) {
1407                 unsigned long chunk_nr;
1408
1409                 chunk_nr = nr_pages;
1410                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1411                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1412
1413                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1414                         break;
1415
1416                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1417
1418                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1419                         break;
1420
1421                 pages += chunk_nr;
1422                 status += chunk_nr;
1423                 nr_pages -= chunk_nr;
1424         }
1425         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1430  * process.
1431  */
1432 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1433                 const void __user * __user *, pages,
1434                 const int __user *, nodes,
1435                 int __user *, status, int, flags)
1436 {
1437         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1438         struct task_struct *task;
1439         struct mm_struct *mm;
1440         int err;
1441         nodemask_t task_nodes;
1442
1443         /* Check flags */
1444         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1445                 return -EINVAL;
1446
1447         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1448                 return -EPERM;
1449
1450         /* Find the mm_struct */
1451         rcu_read_lock();
1452         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1453         if (!task) {
1454                 rcu_read_unlock();
1455                 return -ESRCH;
1456         }
1457         get_task_struct(task);
1458
1459         /*
1460          * Check if this process has the right to modify the specified
1461          * process. The right exists if the process has administrative
1462          * capabilities, superuser privileges or the same
1463          * userid as the target process.
1464          */
1465         tcred = __task_cred(task);
1466         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1467             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1468             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1469                 rcu_read_unlock();
1470                 err = -EPERM;
1471                 goto out;
1472         }
1473         rcu_read_unlock();
1474
1475         err = security_task_movememory(task);
1476         if (err)
1477                 goto out;
1478
1479         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1480         mm = get_task_mm(task);
1481         put_task_struct(task);
1482
1483         if (!mm)
1484                 return -EINVAL;
1485
1486         if (nodes)
1487                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1488                                     nodes, status, flags);
1489         else
1490                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1491
1492         mmput(mm);
1493         return err;
1494
1495 out:
1496         put_task_struct(task);
1497         return err;
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1502  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1503  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1504  */
1505 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1506         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1507 {
1508         struct vm_area_struct *vma;
1509         int err = 0;
1510
1511         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1512                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1513                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1514                         if (err)
1515                                 break;
1516                 }
1517         }
1518         return err;
1519 }
1520
1521 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1522 /*
1523  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1524  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1525  */
1526 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1527                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1528 {
1529         int z;
1530         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1531                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1532
1533                 if (!populated_zone(zone))
1534                         continue;
1535
1536                 if (!zone_reclaimable(zone))
1537                         continue;
1538
1539                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1540                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1541                                        high_wmark_pages(zone) +
1542                                        nr_migrate_pages,
1543                                        0, 0))
1544                         continue;
1545                 return true;
1546         }
1547         return false;
1548 }
1549
1550 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1551                                            unsigned long data,
1552                                            int **result)
1553 {
1554         int nid = (int) data;
1555         struct page *newpage;
1556
1557         newpage = alloc_pages_exact_node(nid,
1558                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE |
1559                                           __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY |
1560                                           __GFP_NOWARN) &
1561                                          ~GFP_IOFS, 0);
1562         if (newpage)
1563                 page_cpupid_xchg_last(newpage, page_cpupid_last(page));
1564
1565         return newpage;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * page migration rate limiting control.
1570  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1571  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1572  * If a node is rate-limited then PTE NUMA updates are also rate-limited. However
1573  * as it is faults that reset the window, pte updates will happen unconditionally
1574  * if there has not been a fault since @pteupdate_interval_millisecs after the
1575  * throttle window closed.
1576  */
1577 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1578 static unsigned int pteupdate_interval_millisecs __read_mostly = 1000;
1579 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1580
1581 /* Returns true if NUMA migration is currently rate limited */
1582 bool migrate_ratelimited(int node)
1583 {
1584         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1585
1586         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window +
1587                                 msecs_to_jiffies(pteupdate_interval_millisecs)))
1588                 return false;
1589
1590         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages < ratelimit_pages)
1591                 return false;
1592
1593         return true;
1594 }
1595
1596 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1597 bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat, unsigned long nr_pages)
1598 {
1599         bool rate_limited = false;
1600
1601         /*
1602          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1603          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1604          * all the time is being spent migrating!
1605          */
1606         spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1607         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1608                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1609                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1610                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1611         }
1612         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages)
1613                 rate_limited = true;
1614         else
1615                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1616         spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1617         
1618         return rate_limited;
1619 }
1620
1621 int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1622 {
1623         int page_lru;
1624
1625         VM_BUG_ON(compound_order(page) && !PageTransHuge(page));
1626
1627         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1628         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1629                 return 0;
1630
1631         if (isolate_lru_page(page))
1632                 return 0;
1633
1634         /*
1635          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1636          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1637          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1638          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1639          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1640          */
1641         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1642                 putback_lru_page(page);
1643                 return 0;
1644         }
1645
1646         page_lru = page_is_file_cache(page);
1647         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1648                                 hpage_nr_pages(page));
1649
1650         /*
1651          * Isolating the page has taken another reference, so the
1652          * caller's reference can be safely dropped without the page
1653          * disappearing underneath us during migration.
1654          */
1655         put_page(page);
1656         return 1;
1657 }
1658
1659 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1660 {
1661         struct page *page = pmd_page(pmd);
1662         return PageLocked(page);
1663 }
1664
1665 void wait_migrate_huge_page(struct anon_vma *anon_vma, pmd_t *pmd)
1666 {
1667         struct page *page = pmd_page(*pmd);
1668         wait_on_page_locked(page);
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1673  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1674  * the page that will be dropped by this function before returning.
1675  */
1676 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1677                            int node)
1678 {
1679         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1680         int isolated;
1681         int nr_remaining;
1682         LIST_HEAD(migratepages);
1683
1684         /*
1685          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1686          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1687          */
1688         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1689             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1690                 goto out;
1691
1692         /*
1693          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1694          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1695          * all the time is being spent migrating!
1696          */
1697         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1698                 goto out;
1699
1700         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1701         if (!isolated)
1702                 goto out;
1703
1704         list_add(&page->lru, &migratepages);
1705         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1706                                      node, MIGRATE_ASYNC, MR_NUMA_MISPLACED);
1707         if (nr_remaining) {
1708                 putback_lru_pages(&migratepages);
1709                 isolated = 0;
1710         } else
1711                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1712         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1713         return isolated;
1714
1715 out:
1716         put_page(page);
1717         return 0;
1718 }
1719 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1720
1721 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1722 /*
1723  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1724  * before returning.
1725  */
1726 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1727                                 struct vm_area_struct *vma,
1728                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1729                                 unsigned long address,
1730                                 struct page *page, int node)
1731 {
1732         spinlock_t *ptl;
1733         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1734         int isolated = 0;
1735         struct page *new_page = NULL;
1736         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1737         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1738         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1739         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1740         pmd_t orig_entry;
1741
1742         /*
1743          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1744          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1745          * all the time is being spent migrating!
1746          */
1747         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1748                 goto out_dropref;
1749
1750         new_page = alloc_pages_node(node,
1751                 (GFP_TRANSHUGE | GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT, HPAGE_PMD_ORDER);
1752         if (!new_page)
1753                 goto out_fail;
1754
1755         page_cpupid_xchg_last(new_page, page_cpupid_last(page));
1756
1757         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1758         if (!isolated) {
1759                 put_page(new_page);
1760                 goto out_fail;
1761         }
1762
1763         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1764                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1765
1766         /* Prepare a page as a migration target */
1767         __set_page_locked(new_page);
1768         SetPageSwapBacked(new_page);
1769
1770         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1771         new_page->mapping = page->mapping;
1772         new_page->index = page->index;
1773         migrate_page_copy(new_page, page);
1774         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1775
1776         /* Recheck the target PMD */
1777         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1778         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1779         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1780 fail_putback:
1781                 spin_unlock(ptl);
1782                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1783
1784                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1785                 if (TestClearPageActive(new_page))
1786                         SetPageActive(page);
1787                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1788                         SetPageUnevictable(page);
1789                 mlock_migrate_page(page, new_page);
1790
1791                 unlock_page(new_page);
1792                 put_page(new_page);             /* Free it */
1793
1794                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1795                 get_page(page);
1796                 putback_lru_page(page);
1797                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1798                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1799
1800                 goto out_unlock;
1801         }
1802
1803         /*
1804          * Traditional migration needs to prepare the memcg charge
1805          * transaction early to prevent the old page from being
1806          * uncharged when installing migration entries.  Here we can
1807          * save the potential rollback and start the charge transfer
1808          * only when migration is already known to end successfully.
1809          */
1810         mem_cgroup_prepare_migration(page, new_page, &memcg);
1811
1812         orig_entry = *pmd;
1813         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1814         entry = pmd_mkhuge(entry);
1815         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1816
1817         /*
1818          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1819          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1820          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1821          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1822          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1823          */
1824         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1825         page_add_new_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1826         pmdp_clear_flush(vma, mmun_start, pmd);
1827         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1828         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1829         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1830
1831         if (page_count(page) != 2) {
1832                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1833                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1834                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1835                 page_remove_rmap(new_page);
1836                 goto fail_putback;
1837         }
1838
1839         page_remove_rmap(page);
1840
1841         /*
1842          * Finish the charge transaction under the page table lock to
1843          * prevent split_huge_page() from dividing up the charge
1844          * before it's fully transferred to the new page.
1845          */
1846         mem_cgroup_end_migration(memcg, page, new_page, true);
1847         spin_unlock(ptl);
1848         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
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_mknonnuma(entry);
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 */