mm/migrate.c

   1 /*
   2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migration.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
   5  *
   6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
   7  * project. The main authors of the migration code are:
   8  *
   9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
  10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
  11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
  12  * Christoph Lameter
  13  */
  14
  15 #include <linux/migrate.h>
  16 #include <linux/export.h>
  17 #include <linux/swap.h>
  18 #include <linux/swapops.h>
  19 #include <linux/pagemap.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/mm_inline.h>
  22 #include <linux/nsproxy.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/ksm.h>
  25 #include <linux/rmap.h>
  26 #include <linux/topology.h>
  27 #include <linux/cpu.h>
  28 #include <linux/cpuset.h>
  29 #include <linux/writeback.h>
  30 #include <linux/mempolicy.h>
  31 #include <linux/vmalloc.h>
  32 #include <linux/security.h>
  33 #include <linux/memcontrol.h>
  34 #include <linux/syscalls.h>
  35 #include <linux/hugetlb.h>
  36 #include <linux/hugetlb_cgroup.h>
  37 #include <linux/gfp.h>
  38 #include <linux/balloon_compaction.h>
  39 #include <linux/mmu_notifier.h>
  40 #include <linux/page_idle.h>
  41
  42 #include <asm/tlbflush.h>
  43
  44 #define CREATE_TRACE_POINTS
  45 #include <trace/events/migrate.h>
  46
  47 #include "internal.h"
  48
  49 /*
  50  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
  51  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
  52  * undesirable, use migrate_prep_local()
  53  */
  54 int migrate_prep(void)
  55 {
  56         /*
  57          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
  58          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
  59          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
  60          * pages that may be busy.
  61          */
  62         lru_add_drain_all();
  63
  64         return 0;
  65 }
  66
  67 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
  68 int migrate_prep_local(void)
  69 {
  70         lru_add_drain();
  71
  72         return 0;
  73 }
  74
  75 /*
  76  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
  77  * from where they were once taken off for compaction/migration.
  78  *
  79  * This function shall be used whenever the isolated pageset has been
  80  * built from lru, balloon, hugetlbfs page. See isolate_migratepages_range()
  81  * and isolate_huge_page().
  82  */
  83 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
  84 {
  85         struct page *page;
  86         struct page *page2;
  87
  88         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
  89                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
  90                         putback_active_hugepage(page);
  91                         continue;
  92                 }
  93                 list_del(&page->lru);
  94                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
  95                                 page_is_file_cache(page));
  96                 if (unlikely(isolated_balloon_page(page)))
  97                         balloon_page_putback(page);
  98                 else
  99                         putback_lru_page(page);
 100         }
 101 }
 102
 103 /*
 104  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
 105  */
 106 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
 107                                  unsigned long addr, void *old)
 108 {
 109         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 110         swp_entry_t entry;
 111         pmd_t *pmd;
 112         pte_t *ptep, pte;
 113         spinlock_t *ptl;
 114
 115         if (unlikely(PageHuge(new))) {
 116                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
 117                 if (!ptep)
 118                         goto out;
 119                 ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, ptep);
 120         } else {
 121                 pmd = mm_find_pmd(mm, addr);
 122                 if (!pmd)
 123                         goto out;
 124
 125                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 126
 127                 /*
 128                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
 129                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
 130                  */
 131
 132                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 133         }
 134
 135         spin_lock(ptl);
 136         pte = *ptep;
 137         if (!is_swap_pte(pte))
 138                 goto unlock;
 139
 140         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 141
 142         if (!is_migration_entry(entry) ||
 143             migration_entry_to_page(entry) != old)
 144                 goto unlock;
 145
 146         get_page(new);
 147         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
 148         if (pte_swp_soft_dirty(*ptep))
 149                 pte = pte_mksoft_dirty(pte);
 150
 151         /* Recheck VMA as permissions can change since migration started  */
 152         if (is_write_migration_entry(entry))
 153                 pte = maybe_mkwrite(pte, vma);
 154
 155 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 156         if (PageHuge(new)) {
 157                 pte = pte_mkhuge(pte);
 158                 pte = arch_make_huge_pte(pte, vma, new, 0);
 159         }
 160 #endif
 161         flush_dcache_page(new);
 162         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
 163
 164         if (PageHuge(new)) {
 165                 if (PageAnon(new))
 166                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
 167                 else
 168                         page_dup_rmap(new);
 169         } else if (PageAnon(new))
 170                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
 171         else
 172                 page_add_file_rmap(new);
 173
 174         /* No need to invalidate - it was non-present before */
 175         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
 176 unlock:
 177         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 178 out:
 179         return SWAP_AGAIN;
 180 }
 181
 182 /*
 183  * Get rid of all migration entries and replace them by
 184  * references to the indicated page.
 185  */
 186 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 187 {
 188         struct rmap_walk_control rwc = {
 189                 .rmap_one = remove_migration_pte,
 190                 .arg = old,
 191         };
 192
 193         rmap_walk(new, &rwc);
 194 }
 195
 196 /*
 197  * Something used the pte of a page under migration. We need to
 198  * get to the page and wait until migration is finished.
 199  * When we return from this function the fault will be retried.
 200  */
 201 void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
 202                                 spinlock_t *ptl)
 203 {
 204         pte_t pte;
 205         swp_entry_t entry;
 206         struct page *page;
 207
 208         spin_lock(ptl);
 209         pte = *ptep;
 210         if (!is_swap_pte(pte))
 211                 goto out;
 212
 213         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 214         if (!is_migration_entry(entry))
 215                 goto out;
 216
 217         page = migration_entry_to_page(entry);
 218
 219         /*
 220          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
 221          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
 222          * against a page without get_page().
 223          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
 224          * will occur again.
 225          */
 226         if (!get_page_unless_zero(page))
 227                 goto out;
 228         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 229         wait_on_page_locked(page);
 230         put_page(page);
 231         return;
 232 out:
 233         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 234 }
 235
 236 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
 237                                 unsigned long address)
 238 {
 239         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 240         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
 241         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
 242 }
 243
 244 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma,
 245                 struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 246 {
 247         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, pte);
 248         __migration_entry_wait(mm, pte, ptl);
 249 }
 250
 251 #ifdef CONFIG_BLOCK
 252 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
 253 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
 254                                                         enum migrate_mode mode)
 255 {
 256         struct buffer_head *bh = head;
 257
 258         /* Simple case, sync compaction */
 259         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
 260                 do {
 261                         get_bh(bh);
 262                         lock_buffer(bh);
 263                         bh = bh->b_this_page;
 264
 265                 } while (bh != head);
 266
 267                 return true;
 268         }
 269
 270         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
 271         do {
 272                 get_bh(bh);
 273                 if (!trylock_buffer(bh)) {
 274                         /*
 275                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
 276                          * async migration. Release the taken locks
 277                          */
 278                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
 279                         put_bh(failed_bh);
 280                         bh = head;
 281                         while (bh != failed_bh) {
 282                                 unlock_buffer(bh);
 283                                 put_bh(bh);
 284                                 bh = bh->b_this_page;
 285                         }
 286                         return false;
 287                 }
 288
 289                 bh = bh->b_this_page;
 290         } while (bh != head);
 291         return true;
 292 }
 293 #else
 294 static inline bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
 295                                                         enum migrate_mode mode)
 296 {
 297         return true;
 298 }
 299 #endif /* CONFIG_BLOCK */
 300
 301 /*
 302  * Replace the page in the mapping.
 303  *
 304  * The number of remaining references must be:
 305  * 1 for anonymous pages without a mapping
 306  * 2 for pages with a mapping
 307  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
 308  */
 309 int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 310                 struct page *newpage, struct page *page,
 311                 struct buffer_head *head, enum migrate_mode mode,
 312                 int extra_count)
 313 {
 314         int expected_count = 1 + extra_count;
 315         void **pslot;
 316
 317         if (!mapping) {
 318                 /* Anonymous page without mapping */
 319                 if (page_count(page) != expected_count)
 320                         return -EAGAIN;
 321                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 322         }
 323
 324         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 325
 326         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 327                                         page_index(page));
 328
 329         expected_count += 1 + page_has_private(page);
 330         if (page_count(page) != expected_count ||
 331                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
 332                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 333                 return -EAGAIN;
 334         }
 335
 336         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 337                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 338                 return -EAGAIN;
 339         }
 340
 341         /*
 342          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
 343          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
 344          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
 345          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
 346          * block waiting on other references to be dropped.
 347          */
 348         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
 349                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
 350                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
 351                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 352                 return -EAGAIN;
 353         }
 354
 355         /*
 356          * Now we know that no one else is looking at the page.
 357          */
 358         get_page(newpage);      /* add cache reference */
 359         if (PageSwapCache(page)) {
 360                 SetPageSwapCache(newpage);
 361                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 362         }
 363
 364         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 365
 366         /*
 367          * Drop cache reference from old page by unfreezing
 368          * to one less reference.
 369          * We know this isn't the last reference.
 370          */
 371         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
 372
 373         /*
 374          * If moved to a different zone then also account
 375          * the page for that zone. Other VM counters will be
 376          * taken care of when we establish references to the
 377          * new page and drop references to the old page.
 378          *
 379          * Note that anonymous pages are accounted for
 380          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
 381          * are mapped to swap space.
 382          */
 383         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
 384         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
 385         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
 386                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
 387                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
 388         }
 389         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 390
 391         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 392 }
 393
 394 /*
 395  * The expected number of remaining references is the same as that
 396  * of migrate_page_move_mapping().
 397  */
 398 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 399                                    struct page *newpage, struct page *page)
 400 {
 401         int expected_count;
 402         void **pslot;
 403
 404         if (!mapping) {
 405                 if (page_count(page) != 1)
 406                         return -EAGAIN;
 407                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 408         }
 409
 410         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 411
 412         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 413                                         page_index(page));
 414
 415         expected_count = 2 + page_has_private(page);
 416         if (page_count(page) != expected_count ||
 417                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
 418                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 419                 return -EAGAIN;
 420         }
 421
 422         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 423                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 424                 return -EAGAIN;
 425         }
 426
 427         get_page(newpage);
 428
 429         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 430
 431         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
 432
 433         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 434         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 435 }
 436
 437 /*
 438  * Gigantic pages are so large that we do not guarantee that page++ pointer
 439  * arithmetic will work across the entire page.  We need something more
 440  * specialized.
 441  */
 442 static void __copy_gigantic_page(struct page *dst, struct page *src,
 443                                 int nr_pages)
 444 {
 445         int i;
 446         struct page *dst_base = dst;
 447         struct page *src_base = src;
 448
 449         for (i = 0; i < nr_pages; ) {
 450                 cond_resched();
 451                 copy_highpage(dst, src);
 452
 453                 i++;
 454                 dst = mem_map_next(dst, dst_base, i);
 455                 src = mem_map_next(src, src_base, i);
 456         }
 457 }
 458
 459 static void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src)
 460 {
 461         int i;
 462         int nr_pages;
 463
 464         if (PageHuge(src)) {
 465                 /* hugetlbfs page */
 466                 struct hstate *h = page_hstate(src);
 467                 nr_pages = pages_per_huge_page(h);
 468
 469                 if (unlikely(nr_pages > MAX_ORDER_NR_PAGES)) {
 470                         __copy_gigantic_page(dst, src, nr_pages);
 471                         return;
 472                 }
 473         } else {
 474                 /* thp page */
 475                 BUG_ON(!PageTransHuge(src));
 476                 nr_pages = hpage_nr_pages(src);
 477         }
 478
 479         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 480                 cond_resched();
 481                 copy_highpage(dst + i, src + i);
 482         }
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Copy the page to its new location
 487  */
 488 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
 489 {
 490         int cpupid;
 491
 492         if (PageHuge(page) || PageTransHuge(page))
 493                 copy_huge_page(newpage, page);
 494         else
 495                 copy_highpage(newpage, page);
 496
 497         if (PageError(page))
 498                 SetPageError(newpage);
 499         if (PageReferenced(page))
 500                 SetPageReferenced(newpage);
 501         if (PageUptodate(page))
 502                 SetPageUptodate(newpage);
 503         if (TestClearPageActive(page)) {
 504                 VM_BUG_ON_PAGE(PageUnevictable(page), page);
 505                 SetPageActive(newpage);
 506         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
 507                 SetPageUnevictable(newpage);
 508         if (PageChecked(page))
 509                 SetPageChecked(newpage);
 510         if (PageMappedToDisk(page))
 511                 SetPageMappedToDisk(newpage);
 512
 513         if (PageDirty(page)) {
 514                 clear_page_dirty_for_io(page);
 515                 /*
 516                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
 517                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
 518                  * but we can't use set_page_dirty because that function
 519                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
 520                  * Whereas only part of our page may be dirty.
 521                  */
 522                 if (PageSwapBacked(page))
 523                         SetPageDirty(newpage);
 524                 else
 525                         __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
 526         }
 527
 528         if (page_is_young(page))
 529                 set_page_young(newpage);
 530         if (page_is_idle(page))
 531                 set_page_idle(newpage);
 532
 533         /*
 534          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
 535          * future migrations of this same page.
 536          */
 537         cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, -1);
 538         page_cpupid_xchg_last(newpage, cpupid);
 539
 540         mlock_migrate_page(newpage, page);
 541         ksm_migrate_page(newpage, page);
 542         /*
 543          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
 544          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
 545          */
 546         if (PageSwapCache(page))
 547                 ClearPageSwapCache(page);
 548         ClearPagePrivate(page);
 549         set_page_private(page, 0);
 550
 551         /*
 552          * If any waiters have accumulated on the new page then
 553          * wake them up.
 554          */
 555         if (PageWriteback(newpage))
 556                 end_page_writeback(newpage);
 557 }
 558
 559 /************************************************************
 560  *                    Migration functions
 561  ***********************************************************/
 562
 563 /*
 564  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
 565  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
 566  *
 567  * Pages are locked upon entry and exit.
 568  */
 569 int migrate_page(struct address_space *mapping,
 570                 struct page *newpage, struct page *page,
 571                 enum migrate_mode mode)
 572 {
 573         int rc;
 574
 575         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
 576
 577         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode, 0);
 578
 579         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 580                 return rc;
 581
 582         migrate_page_copy(newpage, page);
 583         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 584 }
 585 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
 586
 587 #ifdef CONFIG_BLOCK
 588 /*
 589  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
 590  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
 591  * exist.
 592  */
 593 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
 594                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
 595 {
 596         struct buffer_head *bh, *head;
 597         int rc;
 598
 599         if (!page_has_buffers(page))
 600                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 601
 602         head = page_buffers(page);
 603
 604         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode, 0);
 605
 606         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 607                 return rc;
 608
 609         /*
 610          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
 611          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
 612          * need to be locked now
 613          */
 614         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
 615                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
 616
 617         ClearPagePrivate(page);
 618         set_page_private(newpage, page_private(page));
 619         set_page_private(page, 0);
 620         put_page(page);
 621         get_page(newpage);
 622
 623         bh = head;
 624         do {
 625                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
 626                 bh = bh->b_this_page;
 627
 628         } while (bh != head);
 629
 630         SetPagePrivate(newpage);
 631
 632         migrate_page_copy(newpage, page);
 633
 634         bh = head;
 635         do {
 636                 unlock_buffer(bh);
 637                 put_bh(bh);
 638                 bh = bh->b_this_page;
 639
 640         } while (bh != head);
 641
 642         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 643 }
 644 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
 645 #endif
 646
 647 /*
 648  * Writeback a page to clean the dirty state
 649  */
 650 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
 651 {
 652         struct writeback_control wbc = {
 653                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
 654                 .nr_to_write = 1,
 655                 .range_start = 0,
 656                 .range_end = LLONG_MAX,
 657                 .for_reclaim = 1
 658         };
 659         int rc;
 660
 661         if (!mapping->a_ops->writepage)
 662                 /* No write method for the address space */
 663                 return -EINVAL;
 664
 665         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
 666                 /* Someone else already triggered a write */
 667                 return -EAGAIN;
 668
 669         /*
 670          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
 671          * the page on some queue. So the page must be clean for
 672          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
 673          * page state is no longer what we checked for earlier.
 674          * At this point we know that the migration attempt cannot
 675          * be successful.
 676          */
 677         remove_migration_ptes(page, page);
 678
 679         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
 680
 681         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
 682                 /* unlocked. Relock */
 683                 lock_page(page);
 684
 685         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
 686 }
 687
 688 /*
 689  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
 690  */
 691 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
 692         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
 693 {
 694         if (PageDirty(page)) {
 695                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
 696                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
 697                         return -EBUSY;
 698                 return writeout(mapping, page);
 699         }
 700
 701         /*
 702          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
 703          * We must have no buffers or drop them.
 704          */
 705         if (page_has_private(page) &&
 706             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
 707                 return -EAGAIN;
 708
 709         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Move a page to a newly allocated page
 714  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
 715  *
 716  * The new page will have replaced the old page if this function
 717  * is successful.
 718  *
 719  * Return value:
 720  *   < 0 - error code
 721  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
 722  */
 723 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
 724                                 int page_was_mapped, enum migrate_mode mode)
 725 {
 726         struct address_space *mapping;
 727         int rc;
 728
 729         /*
 730          * Block others from accessing the page when we get around to
 731          * establishing additional references. We are the only one
 732          * holding a reference to the new page at this point.
 733          */
 734         if (!trylock_page(newpage))
 735                 BUG();
 736
 737         /* Prepare mapping for the new page.*/
 738         newpage->index = page->index;
 739         newpage->mapping = page->mapping;
 740         if (PageSwapBacked(page))
 741                 SetPageSwapBacked(newpage);
 742
 743         mapping = page_mapping(page);
 744         if (!mapping)
 745                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 746         else if (mapping->a_ops->migratepage)
 747                 /*
 748                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
 749                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
 750                  * space which also has its own migratepage callback. This
 751                  * is the most common path for page migration.
 752                  */
 753                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
 754                                                 newpage, page, mode);
 755         else
 756                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
 757
 758         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 759                 newpage->mapping = NULL;
 760         } else {
 761                 mem_cgroup_migrate(page, newpage, false);
 762                 if (page_was_mapped)
 763                         remove_migration_ptes(page, newpage);
 764                 page->mapping = NULL;
 765         }
 766
 767         unlock_page(newpage);
 768
 769         return rc;
 770 }
 771
 772 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
 773                                 int force, enum migrate_mode mode)
 774 {
 775         int rc = -EAGAIN;
 776         int page_was_mapped = 0;
 777         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
 778
 779         if (!trylock_page(page)) {
 780                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
 781                         goto out;
 782
 783                 /*
 784                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
 785                  * For example, during page readahead pages are added locked
 786                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
 787                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
 788                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
 789                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
 790                  * second or third page, the process can end up locking
 791                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
 792                  * trying to be clever about what pages can be locked,
 793                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
 794                  * altogether.
 795                  */
 796                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
 797                         goto out;
 798
 799                 lock_page(page);
 800         }
 801
 802         if (PageWriteback(page)) {
 803                 /*
 804                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
 805                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
 806                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
 807                  * the overhead of stalling is too much
 808                  */
 809                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
 810                         rc = -EBUSY;
 811                         goto out_unlock;
 812                 }
 813                 if (!force)
 814                         goto out_unlock;
 815                 wait_on_page_writeback(page);
 816         }
 817         /*
 818          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
 819          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
 820          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
 821          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
 822          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
 823          * just care Anon page here.
 824          */
 825         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page)) {
 826                 /*
 827                  * Only page_lock_anon_vma_read() understands the subtleties of
 828                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
 829                  */
 830                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
 831                 if (anon_vma) {
 832                         /*
 833                          * Anon page
 834                          */
 835                 } else if (PageSwapCache(page)) {
 836                         /*
 837                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
 838                          * swapcache page is safe to use because we don't
 839                          * know in advance if the VMA that this page belonged
 840                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
 841                          * data have been freed, then the anon_vma could
 842                          * already be invalid.
 843                          *
 844                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
 845                          * migrated but are not remapped when migration
 846                          * completes
 847                          */
 848                 } else {
 849                         goto out_unlock;
 850                 }
 851         }
 852
 853         if (unlikely(isolated_balloon_page(page))) {
 854                 /*
 855                  * A ballooned page does not need any special attention from
 856                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
 857                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
 858                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
 859                  * the page migration right away (proteced by page lock).
 860                  */
 861                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
 862                 goto out_unlock;
 863         }
 864
 865         /*
 866          * Corner case handling:
 867          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
 868          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
 869          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
 870          * trigger a BUG.  So handle it here.
 871          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
 872          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
 873          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
 874          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
 875          * free the metadata, so the page can be freed.
 876          */
 877         if (!page->mapping) {
 878                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page), page);
 879                 if (page_has_private(page)) {
 880                         try_to_free_buffers(page);
 881                         goto out_unlock;
 882                 }
 883                 goto skip_unmap;
 884         }
 885
 886         /* Establish migration ptes or remove ptes */
 887         if (page_mapped(page)) {
 888                 try_to_unmap(page,
 889                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
 890                 page_was_mapped = 1;
 891         }
 892
 893 skip_unmap:
 894         if (!page_mapped(page))
 895                 rc = move_to_new_page(newpage, page, page_was_mapped, mode);
 896
 897         if (rc && page_was_mapped)
 898                 remove_migration_ptes(page, page);
 899
 900         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
 901         if (anon_vma)
 902                 put_anon_vma(anon_vma);
 903
 904 out_unlock:
 905         unlock_page(page);
 906 out:
 907         return rc;
 908 }
 909
 910 /*
 911  * gcc 4.7 and 4.8 on arm get an ICEs when inlining unmap_and_move().  Work
 912  * around it.
 913  */
 914 #if (GCC_VERSION >= 40700 && GCC_VERSION < 40900) && defined(CONFIG_ARM)
 915 #define ICE_noinline noinline
 916 #else
 917 #define ICE_noinline
 918 #endif
 919
 920 /*
 921  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
 922  * to the newly allocated page in newpage.
 923  */
 924 static ICE_noinline int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
 925                                    free_page_t put_new_page,
 926                                    unsigned long private, struct page *page,
 927                                    int force, enum migrate_mode mode,
 928                                    enum migrate_reason reason)
 929 {
 930         int rc = 0;
 931         int *result = NULL;
 932         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
 933
 934         if (!newpage)
 935                 return -ENOMEM;
 936
 937         if (page_count(page) == 1) {
 938                 /* page was freed from under us. So we are done. */
 939                 goto out;
 940         }
 941
 942         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
 943                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
 944                         goto out;
 945
 946         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
 947
 948 out:
 949         if (rc != -EAGAIN) {
 950                 /*
 951                  * A page that has been migrated has all references
 952                  * removed and will be freed. A page that has not been
 953                  * migrated will have kepts its references and be
 954                  * restored.
 955                  */
 956                 list_del(&page->lru);
 957                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 958                                 page_is_file_cache(page));
 959                 /* Soft-offlined page shouldn't go through lru cache list */
 960                 if (reason == MR_MEMORY_FAILURE) {
 961                         put_page(page);
 962                         if (!test_set_page_hwpoison(page))
 963                                 num_poisoned_pages_inc();
 964                 } else
 965                         putback_lru_page(page);
 966         }
 967
 968         /*
 969          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
 970          * it.  Otherwise, putback_lru_page() will drop the reference grabbed
 971          * during isolation.
 972          */
 973         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && put_new_page) {
 974                 ClearPageSwapBacked(newpage);
 975                 put_new_page(newpage, private);
 976         } else if (unlikely(__is_movable_balloon_page(newpage))) {
 977                 /* drop our reference, page already in the balloon */
 978                 put_page(newpage);
 979         } else
 980                 putback_lru_page(newpage);
 981
 982         if (result) {
 983                 if (rc)
 984                         *result = rc;
 985                 else
 986                         *result = page_to_nid(newpage);
 987         }
 988         return rc;
 989 }
 990
 991 /*
 992  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
 993  *
 994  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
 995  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
 996  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
 997  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
 998  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
 999  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1000  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1001  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1002  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1003  * hugepage migration fails without data corruption.
1004  *
1005  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1006  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1007  * will wait in the page fault for migration to complete.
1008  */
1009 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1010                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1011                                 struct page *hpage, int force,
1012                                 enum migrate_mode mode)
1013 {
1014         int rc = 0;
1015         int *result = NULL;
1016         int page_was_mapped = 0;
1017         struct page *new_hpage;
1018         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1019
1020         /*
1021          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1022          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1023          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1024          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1025          * kicking migration.
1026          */
1027         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage))) {
1028                 putback_active_hugepage(hpage);
1029                 return -ENOSYS;
1030         }
1031
1032         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1033         if (!new_hpage)
1034                 return -ENOMEM;
1035
1036         rc = -EAGAIN;
1037
1038         if (!trylock_page(hpage)) {
1039                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1040                         goto out;
1041                 lock_page(hpage);
1042         }
1043
1044         if (PageAnon(hpage))
1045                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1046
1047         if (page_mapped(hpage)) {
1048                 try_to_unmap(hpage,
1049                         TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1050                 page_was_mapped = 1;
1051         }
1052
1053         if (!page_mapped(hpage))
1054                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, page_was_mapped, mode);
1055
1056         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && page_was_mapped)
1057                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
1058
1059         if (anon_vma)
1060                 put_anon_vma(anon_vma);
1061
1062         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1063                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1064
1065         unlock_page(hpage);
1066 out:
1067         if (rc != -EAGAIN)
1068                 putback_active_hugepage(hpage);
1069
1070         /*
1071          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1072          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1073          * isolation.
1074          */
1075         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && put_new_page)
1076                 put_new_page(new_hpage, private);
1077         else
1078                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1079
1080         if (result) {
1081                 if (rc)
1082                         *result = rc;
1083                 else
1084                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1085         }
1086         return rc;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1091  *                 supplied as the target for the page migration
1092  *
1093  * @from:               The list of pages to be migrated.
1094  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1095  *                      as the target of the page migration.
1096  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1097  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1098  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1099  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1100  *                      page migration, if any.
1101  * @reason:             The reason for page migration.
1102  *
1103  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1104  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1105  * The caller should call putback_lru_pages() to return pages to the LRU
1106  * or free list only if ret != 0.
1107  *
1108  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1109  */
1110 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1111                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1112                 enum migrate_mode mode, int reason)
1113 {
1114         int retry = 1;
1115         int nr_failed = 0;
1116         int nr_succeeded = 0;
1117         int pass = 0;
1118         struct page *page;
1119         struct page *page2;
1120         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1121         int rc;
1122
1123         if (!swapwrite)
1124                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1125
1126         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1127                 retry = 0;
1128
1129                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1130                         cond_resched();
1131
1132                         if (PageHuge(page))
1133                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1134                                                 put_new_page, private, page,
1135                                                 pass > 2, mode);
1136                         else
1137                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1138                                                 private, page, pass > 2, mode,
1139                                                 reason);
1140
1141                         switch(rc) {
1142                         case -ENOMEM:
1143                                 goto out;
1144                         case -EAGAIN:
1145                                 retry++;
1146                                 break;
1147                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1148                                 nr_succeeded++;
1149                                 break;
1150                         default:
1151                                 /*
1152                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1153                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1154                                  * removed from migration page list and not
1155                                  * retried in the next outer loop.
1156                                  */
1157                                 nr_failed++;
1158                                 break;
1159                         }
1160                 }
1161         }
1162         rc = nr_failed + retry;
1163 out:
1164         if (nr_succeeded)
1165                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1166         if (nr_failed)
1167                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1168         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1169
1170         if (!swapwrite)
1171                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1172
1173         return rc;
1174 }
1175
1176 #ifdef CONFIG_NUMA
1177 /*
1178  * Move a list of individual pages
1179  */
1180 struct page_to_node {
1181         unsigned long addr;
1182         struct page *page;
1183         int node;
1184         int status;
1185 };
1186
1187 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1188                 int **result)
1189 {
1190         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1191
1192         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1193                 pm++;
1194
1195         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1196                 return NULL;
1197
1198         *result = &pm->status;
1199
1200         if (PageHuge(p))
1201                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1202                                         pm->node);
1203         else
1204                 return __alloc_pages_node(pm->node,
1205                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE, 0);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1210  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1211  * and the node number must contain a valid target node.
1212  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1213  */
1214 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1215                                       struct page_to_node *pm,
1216                                       int migrate_all)
1217 {
1218         int err;
1219         struct page_to_node *pp;
1220         LIST_HEAD(pagelist);
1221
1222         down_read(&mm->mmap_sem);
1223
1224         /*
1225          * Build a list of pages to migrate
1226          */
1227         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1228                 struct vm_area_struct *vma;
1229                 struct page *page;
1230
1231                 err = -EFAULT;
1232                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1233                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1234                         goto set_status;
1235
1236                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1237                 page = follow_page(vma, pp->addr,
1238                                 FOLL_GET | FOLL_SPLIT | FOLL_DUMP);
1239
1240                 err = PTR_ERR(page);
1241                 if (IS_ERR(page))
1242                         goto set_status;
1243
1244                 err = -ENOENT;
1245                 if (!page)
1246                         goto set_status;
1247
1248                 pp->page = page;
1249                 err = page_to_nid(page);
1250
1251                 if (err == pp->node)
1252                         /*
1253                          * Node already in the right place
1254                          */
1255                         goto put_and_set;
1256
1257                 err = -EACCES;
1258                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1259                                 !migrate_all)
1260                         goto put_and_set;
1261
1262                 if (PageHuge(page)) {
1263                         if (PageHead(page))
1264                                 isolate_huge_page(page, &pagelist);
1265                         goto put_and_set;
1266                 }
1267
1268                 err = isolate_lru_page(page);
1269                 if (!err) {
1270                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1271                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1272                                             page_is_file_cache(page));
1273                 }
1274 put_and_set:
1275                 /*
1276                  * Either remove the duplicate refcount from
1277                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1278                  * not isolated.
1279                  */
1280                 put_page(page);
1281 set_status:
1282                 pp->status = err;
1283         }
1284
1285         err = 0;
1286         if (!list_empty(&pagelist)) {
1287                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node, NULL,
1288                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1289                 if (err)
1290                         putback_movable_pages(&pagelist);
1291         }
1292
1293         up_read(&mm->mmap_sem);
1294         return err;
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1299  * the corresponding array of status.
1300  */
1301 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1302                          unsigned long nr_pages,
1303                          const void __user * __user *pages,
1304                          const int __user *nodes,
1305                          int __user *status, int flags)
1306 {
1307         struct page_to_node *pm;
1308         unsigned long chunk_nr_pages;
1309         unsigned long chunk_start;
1310         int err;
1311
1312         err = -ENOMEM;
1313         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1314         if (!pm)
1315                 goto out;
1316
1317         migrate_prep();
1318
1319         /*
1320          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1321          * but keep the last one as a marker
1322          */
1323         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1324
1325         for (chunk_start = 0;
1326              chunk_start < nr_pages;
1327              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1328                 int j;
1329
1330                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1331                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1332
1333                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1334                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1335                         const void __user *p;
1336                         int node;
1337
1338                         err = -EFAULT;
1339                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1340                                 goto out_pm;
1341                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1342
1343                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1344                                 goto out_pm;
1345
1346                         err = -ENODEV;
1347                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1348                                 goto out_pm;
1349
1350                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1351                                 goto out_pm;
1352
1353                         err = -EACCES;
1354                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1355                                 goto out_pm;
1356
1357                         pm[j].node = node;
1358                 }
1359
1360                 /* End marker for this chunk */
1361                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1362
1363                 /* Migrate this chunk */
1364                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1365                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1366                 if (err < 0)
1367                         goto out_pm;
1368
1369                 /* Return status information */
1370                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1371                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1372                                 err = -EFAULT;
1373                                 goto out_pm;
1374                         }
1375         }
1376         err = 0;
1377
1378 out_pm:
1379         free_page((unsigned long)pm);
1380 out:
1381         return err;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1386  */
1387 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1388                                 const void __user **pages, int *status)
1389 {
1390         unsigned long i;
1391
1392         down_read(&mm->mmap_sem);
1393
1394         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1395                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1396                 struct vm_area_struct *vma;
1397                 struct page *page;
1398                 int err = -EFAULT;
1399
1400                 vma = find_vma(mm, addr);
1401                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1402                         goto set_status;
1403
1404                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1405                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_DUMP);
1406
1407                 err = PTR_ERR(page);
1408                 if (IS_ERR(page))
1409                         goto set_status;
1410
1411                 err = page ? page_to_nid(page) : -ENOENT;
1412 set_status:
1413                 *status = err;
1414
1415                 pages++;
1416                 status++;
1417         }
1418
1419         up_read(&mm->mmap_sem);
1420 }
1421
1422 /*
1423  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1424  * a user array of status.
1425  */
1426 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1427                          const void __user * __user *pages,
1428                          int __user *status)
1429 {
1430 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1431         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1432         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1433
1434         while (nr_pages) {
1435                 unsigned long chunk_nr;
1436
1437                 chunk_nr = nr_pages;
1438                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1439                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1440
1441                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1442                         break;
1443
1444                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1445
1446                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1447                         break;
1448
1449                 pages += chunk_nr;
1450                 status += chunk_nr;
1451                 nr_pages -= chunk_nr;
1452         }
1453         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1458  * process.
1459  */
1460 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1461                 const void __user * __user *, pages,
1462                 const int __user *, nodes,
1463                 int __user *, status, int, flags)
1464 {
1465         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1466         struct task_struct *task;
1467         struct mm_struct *mm;
1468         int err;
1469         nodemask_t task_nodes;
1470
1471         /* Check flags */
1472         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1473                 return -EINVAL;
1474
1475         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1476                 return -EPERM;
1477
1478         /* Find the mm_struct */
1479         rcu_read_lock();
1480         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1481         if (!task) {
1482                 rcu_read_unlock();
1483                 return -ESRCH;
1484         }
1485         get_task_struct(task);
1486
1487         /*
1488          * Check if this process has the right to modify the specified
1489          * process. The right exists if the process has administrative
1490          * capabilities, superuser privileges or the same
1491          * userid as the target process.
1492          */
1493         tcred = __task_cred(task);
1494         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1495             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1496             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1497                 rcu_read_unlock();
1498                 err = -EPERM;
1499                 goto out;
1500         }
1501         rcu_read_unlock();
1502
1503         err = security_task_movememory(task);
1504         if (err)
1505                 goto out;
1506
1507         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1508         mm = get_task_mm(task);
1509         put_task_struct(task);
1510
1511         if (!mm)
1512                 return -EINVAL;
1513
1514         if (nodes)
1515                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1516                                     nodes, status, flags);
1517         else
1518                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1519
1520         mmput(mm);
1521         return err;
1522
1523 out:
1524         put_task_struct(task);
1525         return err;
1526 }
1527
1528 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1529 /*
1530  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1531  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1532  */
1533 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1534                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1535 {
1536         int z;
1537         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1538                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1539
1540                 if (!populated_zone(zone))
1541                         continue;
1542
1543                 if (!zone_reclaimable(zone))
1544                         continue;
1545
1546                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1547                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1548                                        high_wmark_pages(zone) +
1549                                        nr_migrate_pages,
1550                                        0, 0))
1551                         continue;
1552                 return true;
1553         }
1554         return false;
1555 }
1556
1557 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1558                                            unsigned long data,
1559                                            int **result)
1560 {
1561         int nid = (int) data;
1562         struct page *newpage;
1563
1564         newpage = __alloc_pages_node(nid,
1565                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1566                                           __GFP_THISNODE | __GFP_NOMEMALLOC |
1567                                           __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) &
1568                                          ~GFP_IOFS, 0);
1569
1570         return newpage;
1571 }
1572
1573 /*
1574  * page migration rate limiting control.
1575  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1576  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1577  */
1578 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1579 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1580
1581 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1582 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1583                                         unsigned long nr_pages)
1584 {
1585         /*
1586          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1587          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1588          * all the time is being spent migrating!
1589          */
1590         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1591                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1592                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1593                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1594                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1595                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1596         }
1597         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1598                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1599                                                                 nr_pages);
1600                 return true;
1601         }
1602
1603         /*
1604          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1605          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1606          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1607          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1608          */
1609         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1610         return false;
1611 }
1612
1613 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1614 {
1615         int page_lru;
1616
1617         VM_BUG_ON_PAGE(compound_order(page) && !PageTransHuge(page), page);
1618
1619         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1620         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1621                 return 0;
1622
1623         if (isolate_lru_page(page))
1624                 return 0;
1625
1626         /*
1627          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1628          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1629          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1630          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1631          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1632          */
1633         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1634                 putback_lru_page(page);
1635                 return 0;
1636         }
1637
1638         page_lru = page_is_file_cache(page);
1639         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1640                                 hpage_nr_pages(page));
1641
1642         /*
1643          * Isolating the page has taken another reference, so the
1644          * caller's reference can be safely dropped without the page
1645          * disappearing underneath us during migration.
1646          */
1647         put_page(page);
1648         return 1;
1649 }
1650
1651 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1652 {
1653         struct page *page = pmd_page(pmd);
1654         return PageLocked(page);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1659  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1660  * the page that will be dropped by this function before returning.
1661  */
1662 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1663                            int node)
1664 {
1665         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1666         int isolated;
1667         int nr_remaining;
1668         LIST_HEAD(migratepages);
1669
1670         /*
1671          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1672          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1673          */
1674         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1675             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1676                 goto out;
1677
1678         /*
1679          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1680          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1681          * all the time is being spent migrating!
1682          */
1683         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1684                 goto out;
1685
1686         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1687         if (!isolated)
1688                 goto out;
1689
1690         list_add(&page->lru, &migratepages);
1691         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1692                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
1693                                      MR_NUMA_MISPLACED);
1694         if (nr_remaining) {
1695                 if (!list_empty(&migratepages)) {
1696                         list_del(&page->lru);
1697                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1698                                         page_is_file_cache(page));
1699                         putback_lru_page(page);
1700                 }
1701                 isolated = 0;
1702         } else
1703                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1704         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1705         return isolated;
1706
1707 out:
1708         put_page(page);
1709         return 0;
1710 }
1711 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1712
1713 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1714 /*
1715  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1716  * before returning.
1717  */
1718 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1719                                 struct vm_area_struct *vma,
1720                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1721                                 unsigned long address,
1722                                 struct page *page, int node)
1723 {
1724         spinlock_t *ptl;
1725         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1726         int isolated = 0;
1727         struct page *new_page = NULL;
1728         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1729         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1730         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1731         pmd_t orig_entry;
1732
1733         /*
1734          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1735          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1736          * all the time is being spent migrating!
1737          */
1738         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1739                 goto out_dropref;
1740
1741         new_page = alloc_pages_node(node,
1742                 (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT,
1743                 HPAGE_PMD_ORDER);
1744         if (!new_page)
1745                 goto out_fail;
1746
1747         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1748         if (!isolated) {
1749                 put_page(new_page);
1750                 goto out_fail;
1751         }
1752
1753         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1754                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1755
1756         /* Prepare a page as a migration target */
1757         __set_page_locked(new_page);
1758         SetPageSwapBacked(new_page);
1759
1760         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1761         new_page->mapping = page->mapping;
1762         new_page->index = page->index;
1763         migrate_page_copy(new_page, page);
1764         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1765
1766         /* Recheck the target PMD */
1767         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1768         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1769         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1770 fail_putback:
1771                 spin_unlock(ptl);
1772                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1773
1774                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1775                 if (TestClearPageActive(new_page))
1776                         SetPageActive(page);
1777                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1778                         SetPageUnevictable(page);
1779                 mlock_migrate_page(page, new_page);
1780
1781                 unlock_page(new_page);
1782                 put_page(new_page);             /* Free it */
1783
1784                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1785                 get_page(page);
1786                 putback_lru_page(page);
1787                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1788                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1789
1790                 goto out_unlock;
1791         }
1792
1793         orig_entry = *pmd;
1794         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1795         entry = pmd_mkhuge(entry);
1796         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1797
1798         /*
1799          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1800          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1801          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1802          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1803          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1804          */
1805         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1806         page_add_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1807         pmdp_huge_clear_flush_notify(vma, mmun_start, pmd);
1808         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1809         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1810         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1811
1812         if (page_count(page) != 2) {
1813                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1814                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1815                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, mmun_start, mmun_end);
1816                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1817                 page_remove_rmap(new_page);
1818                 goto fail_putback;
1819         }
1820
1821         mem_cgroup_migrate(page, new_page, false);
1822
1823         page_remove_rmap(page);
1824
1825         spin_unlock(ptl);
1826         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1827
1828         /* Take an "isolate" reference and put new page on the LRU. */
1829         get_page(new_page);
1830         putback_lru_page(new_page);
1831
1832         unlock_page(new_page);
1833         unlock_page(page);
1834         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1835         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1836
1837         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1838         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1839
1840         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1841                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1842                         -HPAGE_PMD_NR);
1843         return isolated;
1844
1845 out_fail:
1846         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1847 out_dropref:
1848         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1849         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1850                 entry = pmd_modify(entry, vma->vm_page_prot);
1851                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1852                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1853         }
1854         spin_unlock(ptl);
1855
1856 out_unlock:
1857         unlock_page(page);
1858         put_page(page);
1859         return 0;
1860 }
1861 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1862
1863 #endif /* CONFIG_NUMA */