mm/migrate.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Memory Migration functionality - linux/mm/migrate.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
   6  *
   7  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
   8  * project. The main authors of the migration code are:
   9  *
  10  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
  11  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
  12  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
  13  * Christoph Lameter
  14  */
  15
  16 #include <linux/migrate.h>
  17 #include <linux/export.h>
  18 #include <linux/swap.h>
  19 #include <linux/swapops.h>
  20 #include <linux/pagemap.h>
  21 #include <linux/buffer_head.h>
  22 #include <linux/mm_inline.h>
  23 #include <linux/nsproxy.h>
  24 #include <linux/pagevec.h>
  25 #include <linux/ksm.h>
  26 #include <linux/rmap.h>
  27 #include <linux/topology.h>
  28 #include <linux/cpu.h>
  29 #include <linux/cpuset.h>
  30 #include <linux/writeback.h>
  31 #include <linux/mempolicy.h>
  32 #include <linux/vmalloc.h>
  33 #include <linux/security.h>
  34 #include <linux/backing-dev.h>
  35 #include <linux/compaction.h>
  36 #include <linux/syscalls.h>
  37 #include <linux/compat.h>
  38 #include <linux/hugetlb.h>
  39 #include <linux/hugetlb_cgroup.h>
  40 #include <linux/gfp.h>
  41 #include <linux/pfn_t.h>
  42 #include <linux/memremap.h>
  43 #include <linux/userfaultfd_k.h>
  44 #include <linux/balloon_compaction.h>
  45 #include <linux/page_idle.h>
  46 #include <linux/page_owner.h>
  47 #include <linux/sched/mm.h>
  48 #include <linux/ptrace.h>
  49 #include <linux/oom.h>
  50 #include <linux/memory.h>
  51 #include <linux/random.h>
  52 #include <linux/sched/sysctl.h>
  53 #include <linux/memory-tiers.h>
  54
  55 #include <asm/tlbflush.h>
  56
  57 #include <trace/events/migrate.h>
  58
  59 #include "internal.h"
  60
  61 int isolate_movable_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
  62 {
  63         const struct movable_operations *mops;
  64
  65         /*
  66          * Avoid burning cycles with pages that are yet under __free_pages(),
  67          * or just got freed under us.
  68          *
  69          * In case we 'win' a race for a movable page being freed under us and
  70          * raise its refcount preventing __free_pages() from doing its job
  71          * the put_page() at the end of this block will take care of
  72          * release this page, thus avoiding a nasty leakage.
  73          */
  74         if (unlikely(!get_page_unless_zero(page)))
  75                 goto out;
  76
  77         /*
  78          * Check PageMovable before holding a PG_lock because page's owner
  79          * assumes anybody doesn't touch PG_lock of newly allocated page
  80          * so unconditionally grabbing the lock ruins page's owner side.
  81          */
  82         if (unlikely(!__PageMovable(page)))
  83                 goto out_putpage;
  84         /*
  85          * As movable pages are not isolated from LRU lists, concurrent
  86          * compaction threads can race against page migration functions
  87          * as well as race against the releasing a page.
  88          *
  89          * In order to avoid having an already isolated movable page
  90          * being (wrongly) re-isolated while it is under migration,
  91          * or to avoid attempting to isolate pages being released,
  92          * lets be sure we have the page lock
  93          * before proceeding with the movable page isolation steps.
  94          */
  95         if (unlikely(!trylock_page(page)))
  96                 goto out_putpage;
  97
  98         if (!PageMovable(page) || PageIsolated(page))
  99                 goto out_no_isolated;
 100
 101         mops = page_movable_ops(page);
 102         VM_BUG_ON_PAGE(!mops, page);
 103
 104         if (!mops->isolate_page(page, mode))
 105                 goto out_no_isolated;
 106
 107         /* Driver shouldn't use PG_isolated bit of page->flags */
 108         WARN_ON_ONCE(PageIsolated(page));
 109         SetPageIsolated(page);
 110         unlock_page(page);
 111
 112         return 0;
 113
 114 out_no_isolated:
 115         unlock_page(page);
 116 out_putpage:
 117         put_page(page);
 118 out:
 119         return -EBUSY;
 120 }
 121
 122 static void putback_movable_page(struct page *page)
 123 {
 124         const struct movable_operations *mops = page_movable_ops(page);
 125
 126         mops->putback_page(page);
 127         ClearPageIsolated(page);
 128 }
 129
 130 /*
 131  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
 132  * from where they were once taken off for compaction/migration.
 133  *
 134  * This function shall be used whenever the isolated pageset has been
 135  * built from lru, balloon, hugetlbfs page. See isolate_migratepages_range()
 136  * and isolate_hugetlb().
 137  */
 138 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
 139 {
 140         struct page *page;
 141         struct page *page2;
 142
 143         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
 144                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
 145                         putback_active_hugepage(page);
 146                         continue;
 147                 }
 148                 list_del(&page->lru);
 149                 /*
 150                  * We isolated non-lru movable page so here we can use
 151                  * __PageMovable because LRU page's mapping cannot have
 152                  * PAGE_MAPPING_MOVABLE.
 153                  */
 154                 if (unlikely(__PageMovable(page))) {
 155                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageIsolated(page), page);
 156                         lock_page(page);
 157                         if (PageMovable(page))
 158                                 putback_movable_page(page);
 159                         else
 160                                 ClearPageIsolated(page);
 161                         unlock_page(page);
 162                         put_page(page);
 163                 } else {
 164                         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON +
 165                                         page_is_file_lru(page), -thp_nr_pages(page));
 166                         putback_lru_page(page);
 167                 }
 168         }
 169 }
 170
 171 /*
 172  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
 173  */
 174 static bool remove_migration_pte(struct folio *folio,
 175                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, void *old)
 176 {
 177         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, old, vma, addr, PVMW_SYNC | PVMW_MIGRATION);
 178
 179         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
 180                 rmap_t rmap_flags = RMAP_NONE;
 181                 pte_t pte;
 182                 swp_entry_t entry;
 183                 struct page *new;
 184                 unsigned long idx = 0;
 185
 186                 /* pgoff is invalid for ksm pages, but they are never large */
 187                 if (folio_test_large(folio) && !folio_test_hugetlb(folio))
 188                         idx = linear_page_index(vma, pvmw.address) - pvmw.pgoff;
 189                 new = folio_page(folio, idx);
 190
 191 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
 192                 /* PMD-mapped THP migration entry */
 193                 if (!pvmw.pte) {
 194                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_hugetlb(folio) ||
 195                                         !folio_test_pmd_mappable(folio), folio);
 196                         remove_migration_pmd(&pvmw, new);
 197                         continue;
 198                 }
 199 #endif
 200
 201                 folio_get(folio);
 202                 pte = mk_pte(new, READ_ONCE(vma->vm_page_prot));
 203                 if (pte_swp_soft_dirty(*pvmw.pte))
 204                         pte = pte_mksoft_dirty(pte);
 205
 206                 /*
 207                  * Recheck VMA as permissions can change since migration started
 208                  */
 209                 entry = pte_to_swp_entry(*pvmw.pte);
 210                 if (!is_migration_entry_young(entry))
 211                         pte = pte_mkold(pte);
 212                 if (folio_test_dirty(folio) && is_migration_entry_dirty(entry))
 213                         pte = pte_mkdirty(pte);
 214                 if (is_writable_migration_entry(entry))
 215                         pte = maybe_mkwrite(pte, vma);
 216                 else if (pte_swp_uffd_wp(*pvmw.pte))
 217                         pte = pte_mkuffd_wp(pte);
 218
 219                 if (folio_test_anon(folio) && !is_readable_migration_entry(entry))
 220                         rmap_flags |= RMAP_EXCLUSIVE;
 221
 222                 if (unlikely(is_device_private_page(new))) {
 223                         if (pte_write(pte))
 224                                 entry = make_writable_device_private_entry(
 225                                                         page_to_pfn(new));
 226                         else
 227                                 entry = make_readable_device_private_entry(
 228                                                         page_to_pfn(new));
 229                         pte = swp_entry_to_pte(entry);
 230                         if (pte_swp_soft_dirty(*pvmw.pte))
 231                                 pte = pte_swp_mksoft_dirty(pte);
 232                         if (pte_swp_uffd_wp(*pvmw.pte))
 233                                 pte = pte_swp_mkuffd_wp(pte);
 234                 }
 235
 236 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 237                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
 238                         unsigned int shift = huge_page_shift(hstate_vma(vma));
 239
 240                         pte = pte_mkhuge(pte);
 241                         pte = arch_make_huge_pte(pte, shift, vma->vm_flags);
 242                         if (folio_test_anon(folio))
 243                                 hugepage_add_anon_rmap(new, vma, pvmw.address,
 244                                                        rmap_flags);
 245                         else
 246                                 page_dup_file_rmap(new, true);
 247                         set_huge_pte_at(vma->vm_mm, pvmw.address, pvmw.pte, pte);
 248                 } else
 249 #endif
 250                 {
 251                         if (folio_test_anon(folio))
 252                                 page_add_anon_rmap(new, vma, pvmw.address,
 253                                                    rmap_flags);
 254                         else
 255                                 page_add_file_rmap(new, vma, false);
 256                         set_pte_at(vma->vm_mm, pvmw.address, pvmw.pte, pte);
 257                 }
 258                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 259                         mlock_page_drain_local();
 260
 261                 trace_remove_migration_pte(pvmw.address, pte_val(pte),
 262                                            compound_order(new));
 263
 264                 /* No need to invalidate - it was non-present before */
 265                 update_mmu_cache(vma, pvmw.address, pvmw.pte);
 266         }
 267
 268         return true;
 269 }
 270
 271 /*
 272  * Get rid of all migration entries and replace them by
 273  * references to the indicated page.
 274  */
 275 void remove_migration_ptes(struct folio *src, struct folio *dst, bool locked)
 276 {
 277         struct rmap_walk_control rwc = {
 278                 .rmap_one = remove_migration_pte,
 279                 .arg = src,
 280         };
 281
 282         if (locked)
 283                 rmap_walk_locked(dst, &rwc);
 284         else
 285                 rmap_walk(dst, &rwc);
 286 }
 287
 288 /*
 289  * Something used the pte of a page under migration. We need to
 290  * get to the page and wait until migration is finished.
 291  * When we return from this function the fault will be retried.
 292  */
 293 void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
 294                                 spinlock_t *ptl)
 295 {
 296         pte_t pte;
 297         swp_entry_t entry;
 298
 299         spin_lock(ptl);
 300         pte = *ptep;
 301         if (!is_swap_pte(pte))
 302                 goto out;
 303
 304         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 305         if (!is_migration_entry(entry))
 306                 goto out;
 307
 308         migration_entry_wait_on_locked(entry, ptep, ptl);
 309         return;
 310 out:
 311         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 312 }
 313
 314 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
 315                                 unsigned long address)
 316 {
 317         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 318         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
 319         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
 320 }
 321
 322 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 323 void __migration_entry_wait_huge(pte_t *ptep, spinlock_t *ptl)
 324 {
 325         pte_t pte;
 326
 327         spin_lock(ptl);
 328         pte = huge_ptep_get(ptep);
 329
 330         if (unlikely(!is_hugetlb_entry_migration(pte)))
 331                 spin_unlock(ptl);
 332         else
 333                 migration_entry_wait_on_locked(pte_to_swp_entry(pte), NULL, ptl);
 334 }
 335
 336 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma, pte_t *pte)
 337 {
 338         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), vma->vm_mm, pte);
 339
 340         __migration_entry_wait_huge(pte, ptl);
 341 }
 342 #endif
 343
 344 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
 345 void pmd_migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
 346 {
 347         spinlock_t *ptl;
 348
 349         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
 350         if (!is_pmd_migration_entry(*pmd))
 351                 goto unlock;
 352         migration_entry_wait_on_locked(pmd_to_swp_entry(*pmd), NULL, ptl);
 353         return;
 354 unlock:
 355         spin_unlock(ptl);
 356 }
 357 #endif
 358
 359 static int folio_expected_refs(struct address_space *mapping,
 360                 struct folio *folio)
 361 {
 362         int refs = 1;
 363         if (!mapping)
 364                 return refs;
 365
 366         refs += folio_nr_pages(folio);
 367         if (folio_test_private(folio))
 368                 refs++;
 369
 370         return refs;
 371 }
 372
 373 /*
 374  * Replace the page in the mapping.
 375  *
 376  * The number of remaining references must be:
 377  * 1 for anonymous pages without a mapping
 378  * 2 for pages with a mapping
 379  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
 380  */
 381 int folio_migrate_mapping(struct address_space *mapping,
 382                 struct folio *newfolio, struct folio *folio, int extra_count)
 383 {
 384         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio_index(folio));
 385         struct zone *oldzone, *newzone;
 386         int dirty;
 387         int expected_count = folio_expected_refs(mapping, folio) + extra_count;
 388         long nr = folio_nr_pages(folio);
 389
 390         if (!mapping) {
 391                 /* Anonymous page without mapping */
 392                 if (folio_ref_count(folio) != expected_count)
 393                         return -EAGAIN;
 394
 395                 /* No turning back from here */
 396                 newfolio->index = folio->index;
 397                 newfolio->mapping = folio->mapping;
 398                 if (folio_test_swapbacked(folio))
 399                         __folio_set_swapbacked(newfolio);
 400
 401                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 402         }
 403
 404         oldzone = folio_zone(folio);
 405         newzone = folio_zone(newfolio);
 406
 407         xas_lock_irq(&xas);
 408         if (!folio_ref_freeze(folio, expected_count)) {
 409                 xas_unlock_irq(&xas);
 410                 return -EAGAIN;
 411         }
 412
 413         /*
 414          * Now we know that no one else is looking at the folio:
 415          * no turning back from here.
 416          */
 417         newfolio->index = folio->index;
 418         newfolio->mapping = folio->mapping;
 419         folio_ref_add(newfolio, nr); /* add cache reference */
 420         if (folio_test_swapbacked(folio)) {
 421                 __folio_set_swapbacked(newfolio);
 422                 if (folio_test_swapcache(folio)) {
 423                         folio_set_swapcache(newfolio);
 424                         newfolio->private = folio_get_private(folio);
 425                 }
 426         } else {
 427                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_swapcache(folio), folio);
 428         }
 429
 430         /* Move dirty while page refs frozen and newpage not yet exposed */
 431         dirty = folio_test_dirty(folio);
 432         if (dirty) {
 433                 folio_clear_dirty(folio);
 434                 folio_set_dirty(newfolio);
 435         }
 436
 437         xas_store(&xas, newfolio);
 438
 439         /*
 440          * Drop cache reference from old page by unfreezing
 441          * to one less reference.
 442          * We know this isn't the last reference.
 443          */
 444         folio_ref_unfreeze(folio, expected_count - nr);
 445
 446         xas_unlock(&xas);
 447         /* Leave irq disabled to prevent preemption while updating stats */
 448
 449         /*
 450          * If moved to a different zone then also account
 451          * the page for that zone. Other VM counters will be
 452          * taken care of when we establish references to the
 453          * new page and drop references to the old page.
 454          *
 455          * Note that anonymous pages are accounted for
 456          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_MAPPED if they
 457          * are mapped to swap space.
 458          */
 459         if (newzone != oldzone) {
 460                 struct lruvec *old_lruvec, *new_lruvec;
 461                 struct mem_cgroup *memcg;
 462
 463                 memcg = folio_memcg(folio);
 464                 old_lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, oldzone->zone_pgdat);
 465                 new_lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, newzone->zone_pgdat);
 466
 467                 __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_FILE_PAGES, -nr);
 468                 __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_FILE_PAGES, nr);
 469                 if (folio_test_swapbacked(folio) && !folio_test_swapcache(folio)) {
 470                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_SHMEM, -nr);
 471                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_SHMEM, nr);
 472                 }
 473 #ifdef CONFIG_SWAP
 474                 if (folio_test_swapcache(folio)) {
 475                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_SWAPCACHE, -nr);
 476                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_SWAPCACHE, nr);
 477                 }
 478 #endif
 479                 if (dirty && mapping_can_writeback(mapping)) {
 480                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_FILE_DIRTY, -nr);
 481                         __mod_zone_page_state(oldzone, NR_ZONE_WRITE_PENDING, -nr);
 482                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_FILE_DIRTY, nr);
 483                         __mod_zone_page_state(newzone, NR_ZONE_WRITE_PENDING, nr);
 484                 }
 485         }
 486         local_irq_enable();
 487
 488         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 489 }
 490 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_mapping);
 491
 492 /*
 493  * The expected number of remaining references is the same as that
 494  * of folio_migrate_mapping().
 495  */
 496 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 497                                    struct folio *dst, struct folio *src)
 498 {
 499         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio_index(src));
 500         int expected_count;
 501
 502         xas_lock_irq(&xas);
 503         expected_count = 2 + folio_has_private(src);
 504         if (!folio_ref_freeze(src, expected_count)) {
 505                 xas_unlock_irq(&xas);
 506                 return -EAGAIN;
 507         }
 508
 509         dst->index = src->index;
 510         dst->mapping = src->mapping;
 511
 512         folio_get(dst);
 513
 514         xas_store(&xas, dst);
 515
 516         folio_ref_unfreeze(src, expected_count - 1);
 517
 518         xas_unlock_irq(&xas);
 519
 520         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 521 }
 522
 523 /*
 524  * Copy the flags and some other ancillary information
 525  */
 526 void folio_migrate_flags(struct folio *newfolio, struct folio *folio)
 527 {
 528         int cpupid;
 529
 530         if (folio_test_error(folio))
 531                 folio_set_error(newfolio);
 532         if (folio_test_referenced(folio))
 533                 folio_set_referenced(newfolio);
 534         if (folio_test_uptodate(folio))
 535                 folio_mark_uptodate(newfolio);
 536         if (folio_test_clear_active(folio)) {
 537                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
 538                 folio_set_active(newfolio);
 539         } else if (folio_test_clear_unevictable(folio))
 540                 folio_set_unevictable(newfolio);
 541         if (folio_test_workingset(folio))
 542                 folio_set_workingset(newfolio);
 543         if (folio_test_checked(folio))
 544                 folio_set_checked(newfolio);
 545         /*
 546          * PG_anon_exclusive (-> PG_mappedtodisk) is always migrated via
 547          * migration entries. We can still have PG_anon_exclusive set on an
 548          * effectively unmapped and unreferenced first sub-pages of an
 549          * anonymous THP: we can simply copy it here via PG_mappedtodisk.
 550          */
 551         if (folio_test_mappedtodisk(folio))
 552                 folio_set_mappedtodisk(newfolio);
 553
 554         /* Move dirty on pages not done by folio_migrate_mapping() */
 555         if (folio_test_dirty(folio))
 556                 folio_set_dirty(newfolio);
 557
 558         if (folio_test_young(folio))
 559                 folio_set_young(newfolio);
 560         if (folio_test_idle(folio))
 561                 folio_set_idle(newfolio);
 562
 563         /*
 564          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
 565          * future migrations of this same page.
 566          */
 567         cpupid = page_cpupid_xchg_last(&folio->page, -1);
 568         /*
 569          * For memory tiering mode, when migrate between slow and fast
 570          * memory node, reset cpupid, because that is used to record
 571          * page access time in slow memory node.
 572          */
 573         if (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) {
 574                 bool f_toptier = node_is_toptier(page_to_nid(&folio->page));
 575                 bool t_toptier = node_is_toptier(page_to_nid(&newfolio->page));
 576
 577                 if (f_toptier != t_toptier)
 578                         cpupid = -1;
 579         }
 580         page_cpupid_xchg_last(&newfolio->page, cpupid);
 581
 582         folio_migrate_ksm(newfolio, folio);
 583         /*
 584          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
 585          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
 586          */
 587         if (folio_test_swapcache(folio))
 588                 folio_clear_swapcache(folio);
 589         folio_clear_private(folio);
 590
 591         /* page->private contains hugetlb specific flags */
 592         if (!folio_test_hugetlb(folio))
 593                 folio->private = NULL;
 594
 595         /*
 596          * If any waiters have accumulated on the new page then
 597          * wake them up.
 598          */
 599         if (folio_test_writeback(newfolio))
 600                 folio_end_writeback(newfolio);
 601
 602         /*
 603          * PG_readahead shares the same bit with PG_reclaim.  The above
 604          * end_page_writeback() may clear PG_readahead mistakenly, so set the
 605          * bit after that.
 606          */
 607         if (folio_test_readahead(folio))
 608                 folio_set_readahead(newfolio);
 609
 610         folio_copy_owner(newfolio, folio);
 611
 612         if (!folio_test_hugetlb(folio))
 613                 mem_cgroup_migrate(folio, newfolio);
 614 }
 615 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_flags);
 616
 617 void folio_migrate_copy(struct folio *newfolio, struct folio *folio)
 618 {
 619         folio_copy(newfolio, folio);
 620         folio_migrate_flags(newfolio, folio);
 621 }
 622 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_copy);
 623
 624 /************************************************************
 625  *                    Migration functions
 626  ***********************************************************/
 627
 628 int migrate_folio_extra(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
 629                 struct folio *src, enum migrate_mode mode, int extra_count)
 630 {
 631         int rc;
 632
 633         BUG_ON(folio_test_writeback(src));      /* Writeback must be complete */
 634
 635         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, extra_count);
 636
 637         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 638                 return rc;
 639
 640         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 641                 folio_migrate_copy(dst, src);
 642         else
 643                 folio_migrate_flags(dst, src);
 644         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 645 }
 646
 647 /**
 648  * migrate_folio() - Simple folio migration.
 649  * @mapping: The address_space containing the folio.
 650  * @dst: The folio to migrate the data to.
 651  * @src: The folio containing the current data.
 652  * @mode: How to migrate the page.
 653  *
 654  * Common logic to directly migrate a single LRU folio suitable for
 655  * folios that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
 656  *
 657  * Folios are locked upon entry and exit.
 658  */
 659 int migrate_folio(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
 660                 struct folio *src, enum migrate_mode mode)
 661 {
 662         return migrate_folio_extra(mapping, dst, src, mode, 0);
 663 }
 664 EXPORT_SYMBOL(migrate_folio);
 665
 666 #ifdef CONFIG_BLOCK
 667 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
 668 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
 669                                                         enum migrate_mode mode)
 670 {
 671         struct buffer_head *bh = head;
 672
 673         /* Simple case, sync compaction */
 674         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
 675                 do {
 676                         lock_buffer(bh);
 677                         bh = bh->b_this_page;
 678
 679                 } while (bh != head);
 680
 681                 return true;
 682         }
 683
 684         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
 685         do {
 686                 if (!trylock_buffer(bh)) {
 687                         /*
 688                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
 689                          * async migration. Release the taken locks
 690                          */
 691                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
 692                         bh = head;
 693                         while (bh != failed_bh) {
 694                                 unlock_buffer(bh);
 695                                 bh = bh->b_this_page;
 696                         }
 697                         return false;
 698                 }
 699
 700                 bh = bh->b_this_page;
 701         } while (bh != head);
 702         return true;
 703 }
 704
 705 static int __buffer_migrate_folio(struct address_space *mapping,
 706                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode,
 707                 bool check_refs)
 708 {
 709         struct buffer_head *bh, *head;
 710         int rc;
 711         int expected_count;
 712
 713         head = folio_buffers(src);
 714         if (!head)
 715                 return migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
 716
 717         /* Check whether page does not have extra refs before we do more work */
 718         expected_count = folio_expected_refs(mapping, src);
 719         if (folio_ref_count(src) != expected_count)
 720                 return -EAGAIN;
 721
 722         if (!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode))
 723                 return -EAGAIN;
 724
 725         if (check_refs) {
 726                 bool busy;
 727                 bool invalidated = false;
 728
 729 recheck_buffers:
 730                 busy = false;
 731                 spin_lock(&mapping->private_lock);
 732                 bh = head;
 733                 do {
 734                         if (atomic_read(&bh->b_count)) {
 735                                 busy = true;
 736                                 break;
 737                         }
 738                         bh = bh->b_this_page;
 739                 } while (bh != head);
 740                 if (busy) {
 741                         if (invalidated) {
 742                                 rc = -EAGAIN;
 743                                 goto unlock_buffers;
 744                         }
 745                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 746                         invalidate_bh_lrus();
 747                         invalidated = true;
 748                         goto recheck_buffers;
 749                 }
 750         }
 751
 752         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 0);
 753         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 754                 goto unlock_buffers;
 755
 756         folio_attach_private(dst, folio_detach_private(src));
 757
 758         bh = head;
 759         do {
 760                 set_bh_page(bh, &dst->page, bh_offset(bh));
 761                 bh = bh->b_this_page;
 762         } while (bh != head);
 763
 764         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 765                 folio_migrate_copy(dst, src);
 766         else
 767                 folio_migrate_flags(dst, src);
 768
 769         rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 770 unlock_buffers:
 771         if (check_refs)
 772                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
 773         bh = head;
 774         do {
 775                 unlock_buffer(bh);
 776                 bh = bh->b_this_page;
 777         } while (bh != head);
 778
 779         return rc;
 780 }
 781
 782 /**
 783  * buffer_migrate_folio() - Migration function for folios with buffers.
 784  * @mapping: The address space containing @src.
 785  * @dst: The folio to migrate to.
 786  * @src: The folio to migrate from.
 787  * @mode: How to migrate the folio.
 788  *
 789  * This function can only be used if the underlying filesystem guarantees
 790  * that no other references to @src exist. For example attached buffer
 791  * heads are accessed only under the folio lock.  If your filesystem cannot
 792  * provide this guarantee, buffer_migrate_folio_norefs() may be more
 793  * appropriate.
 794  *
 795  * Return: 0 on success or a negative errno on failure.
 796  */
 797 int buffer_migrate_folio(struct address_space *mapping,
 798                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
 799 {
 800         return __buffer_migrate_folio(mapping, dst, src, mode, false);
 801 }
 802 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_folio);
 803
 804 /**
 805  * buffer_migrate_folio_norefs() - Migration function for folios with buffers.
 806  * @mapping: The address space containing @src.
 807  * @dst: The folio to migrate to.
 808  * @src: The folio to migrate from.
 809  * @mode: How to migrate the folio.
 810  *
 811  * Like buffer_migrate_folio() except that this variant is more careful
 812  * and checks that there are also no buffer head references. This function
 813  * is the right one for mappings where buffer heads are directly looked
 814  * up and referenced (such as block device mappings).
 815  *
 816  * Return: 0 on success or a negative errno on failure.
 817  */
 818 int buffer_migrate_folio_norefs(struct address_space *mapping,
 819                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
 820 {
 821         return __buffer_migrate_folio(mapping, dst, src, mode, true);
 822 }
 823 #endif
 824
 825 int filemap_migrate_folio(struct address_space *mapping,
 826                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
 827 {
 828         int ret;
 829
 830         ret = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 0);
 831         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 832                 return ret;
 833
 834         if (folio_get_private(src))
 835                 folio_attach_private(dst, folio_detach_private(src));
 836
 837         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 838                 folio_migrate_copy(dst, src);
 839         else
 840                 folio_migrate_flags(dst, src);
 841         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 842 }
 843 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_migrate_folio);
 844
 845 /*
 846  * Writeback a folio to clean the dirty state
 847  */
 848 static int writeout(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
 849 {
 850         struct writeback_control wbc = {
 851                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
 852                 .nr_to_write = 1,
 853                 .range_start = 0,
 854                 .range_end = LLONG_MAX,
 855                 .for_reclaim = 1
 856         };
 857         int rc;
 858
 859         if (!mapping->a_ops->writepage)
 860                 /* No write method for the address space */
 861                 return -EINVAL;
 862
 863         if (!folio_clear_dirty_for_io(folio))
 864                 /* Someone else already triggered a write */
 865                 return -EAGAIN;
 866
 867         /*
 868          * A dirty folio may imply that the underlying filesystem has
 869          * the folio on some queue. So the folio must be clean for
 870          * migration. Writeout may mean we lose the lock and the
 871          * folio state is no longer what we checked for earlier.
 872          * At this point we know that the migration attempt cannot
 873          * be successful.
 874          */
 875         remove_migration_ptes(folio, folio, false);
 876
 877         rc = mapping->a_ops->writepage(&folio->page, &wbc);
 878
 879         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
 880                 /* unlocked. Relock */
 881                 folio_lock(folio);
 882
 883         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
 884 }
 885
 886 /*
 887  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
 888  */
 889 static int fallback_migrate_folio(struct address_space *mapping,
 890                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
 891 {
 892         if (folio_test_dirty(src)) {
 893                 /* Only writeback folios in full synchronous migration */
 894                 switch (mode) {
 895                 case MIGRATE_SYNC:
 896                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
 897                         break;
 898                 default:
 899                         return -EBUSY;
 900                 }
 901                 return writeout(mapping, src);
 902         }
 903
 904         /*
 905          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
 906          * We must have no buffers or drop them.
 907          */
 908         if (folio_test_private(src) &&
 909             !filemap_release_folio(src, GFP_KERNEL))
 910                 return mode == MIGRATE_SYNC ? -EAGAIN : -EBUSY;
 911
 912         return migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
 913 }
 914
 915 /*
 916  * Move a page to a newly allocated page
 917  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
 918  *
 919  * The new page will have replaced the old page if this function
 920  * is successful.
 921  *
 922  * Return value:
 923  *   < 0 - error code
 924  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
 925  */
 926 static int move_to_new_folio(struct folio *dst, struct folio *src,
 927                                 enum migrate_mode mode)
 928 {
 929         int rc = -EAGAIN;
 930         bool is_lru = !__PageMovable(&src->page);
 931
 932         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(src), src);
 933         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(dst), dst);
 934
 935         if (likely(is_lru)) {
 936                 struct address_space *mapping = folio_mapping(src);
 937
 938                 if (!mapping)
 939                         rc = migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
 940                 else if (mapping->a_ops->migrate_folio)
 941                         /*
 942                          * Most folios have a mapping and most filesystems
 943                          * provide a migrate_folio callback. Anonymous folios
 944                          * are part of swap space which also has its own
 945                          * migrate_folio callback. This is the most common path
 946                          * for page migration.
 947                          */
 948                         rc = mapping->a_ops->migrate_folio(mapping, dst, src,
 949                                                                 mode);
 950                 else
 951                         rc = fallback_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
 952         } else {
 953                 const struct movable_operations *mops;
 954
 955                 /*
 956                  * In case of non-lru page, it could be released after
 957                  * isolation step. In that case, we shouldn't try migration.
 958                  */
 959                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_isolated(src), src);
 960                 if (!folio_test_movable(src)) {
 961                         rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 962                         folio_clear_isolated(src);
 963                         goto out;
 964                 }
 965
 966                 mops = page_movable_ops(&src->page);
 967                 rc = mops->migrate_page(&dst->page, &src->page, mode);
 968                 WARN_ON_ONCE(rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS &&
 969                                 !folio_test_isolated(src));
 970         }
 971
 972         /*
 973          * When successful, old pagecache src->mapping must be cleared before
 974          * src is freed; but stats require that PageAnon be left as PageAnon.
 975          */
 976         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 977                 if (__PageMovable(&src->page)) {
 978                         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_isolated(src), src);
 979
 980                         /*
 981                          * We clear PG_movable under page_lock so any compactor
 982                          * cannot try to migrate this page.
 983                          */
 984                         folio_clear_isolated(src);
 985                 }
 986
 987                 /*
 988                  * Anonymous and movable src->mapping will be cleared by
 989                  * free_pages_prepare so don't reset it here for keeping
 990                  * the type to work PageAnon, for example.
 991                  */
 992                 if (!folio_mapping_flags(src))
 993                         src->mapping = NULL;
 994
 995                 if (likely(!folio_is_zone_device(dst)))
 996                         flush_dcache_folio(dst);
 997         }
 998 out:
 999         return rc;
1000 }
1001
1002 static int __unmap_and_move(struct folio *src, struct folio *dst,
1003                                 int force, enum migrate_mode mode)
1004 {
1005         int rc = -EAGAIN;
1006         bool page_was_mapped = false;
1007         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1008         bool is_lru = !__PageMovable(&src->page);
1009
1010         if (!folio_trylock(src)) {
1011                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
1012                         goto out;
1013
1014                 /*
1015                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
1016                  * For example, during page readahead pages are added locked
1017                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
1018                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
1019                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
1020                  * mpage_readahead). If an allocation happens for the
1021                  * second or third page, the process can end up locking
1022                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
1023                  * trying to be clever about what pages can be locked,
1024                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
1025                  * altogether.
1026                  */
1027                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
1028                         goto out;
1029
1030                 folio_lock(src);
1031         }
1032
1033         if (folio_test_writeback(src)) {
1034                 /*
1035                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
1036                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
1037                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
1038                  * the overhead of stalling is too much
1039                  */
1040                 switch (mode) {
1041                 case MIGRATE_SYNC:
1042                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
1043                         break;
1044                 default:
1045                         rc = -EBUSY;
1046                         goto out_unlock;
1047                 }
1048                 if (!force)
1049                         goto out_unlock;
1050                 folio_wait_writeback(src);
1051         }
1052
1053         /*
1054          * By try_to_migrate(), src->mapcount goes down to 0 here. In this case,
1055          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrate a page.
1056          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
1057          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
1058          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
1059          * just care Anon page here.
1060          *
1061          * Only folio_get_anon_vma() understands the subtleties of
1062          * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
1063          * But if we cannot get anon_vma, then we won't need it anyway,
1064          * because that implies that the anon page is no longer mapped
1065          * (and cannot be remapped so long as we hold the page lock).
1066          */
1067         if (folio_test_anon(src) && !folio_test_ksm(src))
1068                 anon_vma = folio_get_anon_vma(src);
1069
1070         /*
1071          * Block others from accessing the new page when we get around to
1072          * establishing additional references. We are usually the only one
1073          * holding a reference to dst at this point. We used to have a BUG
1074          * here if folio_trylock(dst) fails, but would like to allow for
1075          * cases where there might be a race with the previous use of dst.
1076          * This is much like races on refcount of oldpage: just don't BUG().
1077          */
1078         if (unlikely(!folio_trylock(dst)))
1079                 goto out_unlock;
1080
1081         if (unlikely(!is_lru)) {
1082                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1083                 goto out_unlock_both;
1084         }
1085
1086         /*
1087          * Corner case handling:
1088          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
1089          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
1090          * Calling try_to_unmap() against a src->mapping==NULL page will
1091          * trigger a BUG.  So handle it here.
1092          * 2. An orphaned page (see truncate_cleanup_page) might have
1093          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
1094          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
1095          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
1096          * free the metadata, so the page can be freed.
1097          */
1098         if (!src->mapping) {
1099                 if (folio_test_private(src)) {
1100                         try_to_free_buffers(src);
1101                         goto out_unlock_both;
1102                 }
1103         } else if (folio_mapped(src)) {
1104                 /* Establish migration ptes */
1105                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(src) &&
1106                                !folio_test_ksm(src) && !anon_vma, src);
1107                 try_to_migrate(src, 0);
1108                 page_was_mapped = true;
1109         }
1110
1111         if (!folio_mapped(src))
1112                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1113
1114         /*
1115          * When successful, push dst to LRU immediately: so that if it
1116          * turns out to be an mlocked page, remove_migration_ptes() will
1117          * automatically build up the correct dst->mlock_count for it.
1118          *
1119          * We would like to do something similar for the old page, when
1120          * unsuccessful, and other cases when a page has been temporarily
1121          * isolated from the unevictable LRU: but this case is the easiest.
1122          */
1123         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1124                 folio_add_lru(dst);
1125                 if (page_was_mapped)
1126                         lru_add_drain();
1127         }
1128
1129         if (page_was_mapped)
1130                 remove_migration_ptes(src,
1131                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? dst : src, false);
1132
1133 out_unlock_both:
1134         folio_unlock(dst);
1135 out_unlock:
1136         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
1137         if (anon_vma)
1138                 put_anon_vma(anon_vma);
1139         folio_unlock(src);
1140 out:
1141         /*
1142          * If migration is successful, decrease refcount of dst,
1143          * which will not free the page because new page owner increased
1144          * refcounter.
1145          */
1146         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1147                 folio_put(dst);
1148
1149         return rc;
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
1154  * to the newly allocated page in newpage.
1155  */
1156 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
1157                                    free_page_t put_new_page,
1158                                    unsigned long private, struct page *page,
1159                                    int force, enum migrate_mode mode,
1160                                    enum migrate_reason reason,
1161                                    struct list_head *ret)
1162 {
1163         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1164         int rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
1165         struct page *newpage = NULL;
1166
1167         if (!thp_migration_supported() && PageTransHuge(page))
1168                 return -ENOSYS;
1169
1170         if (page_count(page) == 1) {
1171                 /* Page was freed from under us. So we are done. */
1172                 ClearPageActive(page);
1173                 ClearPageUnevictable(page);
1174                 /* free_pages_prepare() will clear PG_isolated. */
1175                 goto out;
1176         }
1177
1178         newpage = get_new_page(page, private);
1179         if (!newpage)
1180                 return -ENOMEM;
1181         dst = page_folio(newpage);
1182
1183         newpage->private = 0;
1184         rc = __unmap_and_move(src, dst, force, mode);
1185         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1186                 set_page_owner_migrate_reason(newpage, reason);
1187
1188 out:
1189         if (rc != -EAGAIN) {
1190                 /*
1191                  * A page that has been migrated has all references
1192                  * removed and will be freed. A page that has not been
1193                  * migrated will have kept its references and be restored.
1194                  */
1195                 list_del(&page->lru);
1196         }
1197
1198         /*
1199          * If migration is successful, releases reference grabbed during
1200          * isolation. Otherwise, restore the page to right list unless
1201          * we want to retry.
1202          */
1203         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1204                 /*
1205                  * Compaction can migrate also non-LRU pages which are
1206                  * not accounted to NR_ISOLATED_*. They can be recognized
1207                  * as __PageMovable
1208                  */
1209                 if (likely(!__PageMovable(page)))
1210                         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON +
1211                                         page_is_file_lru(page), -thp_nr_pages(page));
1212
1213                 if (reason != MR_MEMORY_FAILURE)
1214                         /*
1215                          * We release the page in page_handle_poison.
1216                          */
1217                         put_page(page);
1218         } else {
1219                 if (rc != -EAGAIN)
1220                         list_add_tail(&page->lru, ret);
1221
1222                 if (put_new_page)
1223                         put_new_page(newpage, private);
1224                 else
1225                         put_page(newpage);
1226         }
1227
1228         return rc;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1233  *
1234  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1235  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1236  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1237  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1238  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1239  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1240  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1241  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1242  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1243  * hugepage migration fails without data corruption.
1244  *
1245  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1246  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1247  * will wait in the page fault for migration to complete.
1248  */
1249 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1250                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1251                                 struct page *hpage, int force,
1252                                 enum migrate_mode mode, int reason,
1253                                 struct list_head *ret)
1254 {
1255         struct folio *dst, *src = page_folio(hpage);
1256         int rc = -EAGAIN;
1257         int page_was_mapped = 0;
1258         struct page *new_hpage;
1259         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1260         struct address_space *mapping = NULL;
1261
1262         /*
1263          * Migratability of hugepages depends on architectures and their size.
1264          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1265          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1266          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1267          * kicking migration.
1268          */
1269         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage)))
1270                 return -ENOSYS;
1271
1272         if (folio_ref_count(src) == 1) {
1273                 /* page was freed from under us. So we are done. */
1274                 putback_active_hugepage(hpage);
1275                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
1276         }
1277
1278         new_hpage = get_new_page(hpage, private);
1279         if (!new_hpage)
1280                 return -ENOMEM;
1281         dst = page_folio(new_hpage);
1282
1283         if (!folio_trylock(src)) {
1284                 if (!force)
1285                         goto out;
1286                 switch (mode) {
1287                 case MIGRATE_SYNC:
1288                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
1289                         break;
1290                 default:
1291                         goto out;
1292                 }
1293                 folio_lock(src);
1294         }
1295
1296         /*
1297          * Check for pages which are in the process of being freed.  Without
1298          * folio_mapping() set, hugetlbfs specific move page routine will not
1299          * be called and we could leak usage counts for subpools.
1300          */
1301         if (hugetlb_page_subpool(hpage) && !folio_mapping(src)) {
1302                 rc = -EBUSY;
1303                 goto out_unlock;
1304         }
1305
1306         if (folio_test_anon(src))
1307                 anon_vma = folio_get_anon_vma(src);
1308
1309         if (unlikely(!folio_trylock(dst)))
1310                 goto put_anon;
1311
1312         if (folio_mapped(src)) {
1313                 enum ttu_flags ttu = 0;
1314
1315                 if (!folio_test_anon(src)) {
1316                         /*
1317                          * In shared mappings, try_to_unmap could potentially
1318                          * call huge_pmd_unshare.  Because of this, take
1319                          * semaphore in write mode here and set TTU_RMAP_LOCKED
1320                          * to let lower levels know we have taken the lock.
1321                          */
1322                         mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1323                         if (unlikely(!mapping))
1324                                 goto unlock_put_anon;
1325
1326                         ttu = TTU_RMAP_LOCKED;
1327                 }
1328
1329                 try_to_migrate(src, ttu);
1330                 page_was_mapped = 1;
1331
1332                 if (ttu & TTU_RMAP_LOCKED)
1333                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1334         }
1335
1336         if (!folio_mapped(src))
1337                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1338
1339         if (page_was_mapped)
1340                 remove_migration_ptes(src,
1341                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? dst : src, false);
1342
1343 unlock_put_anon:
1344         folio_unlock(dst);
1345
1346 put_anon:
1347         if (anon_vma)
1348                 put_anon_vma(anon_vma);
1349
1350         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1351                 move_hugetlb_state(hpage, new_hpage, reason);
1352                 put_new_page = NULL;
1353         }
1354
1355 out_unlock:
1356         folio_unlock(src);
1357 out:
1358         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1359                 putback_active_hugepage(hpage);
1360         else if (rc != -EAGAIN)
1361                 list_move_tail(&src->lru, ret);
1362
1363         /*
1364          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1365          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1366          * isolation.
1367          */
1368         if (put_new_page)
1369                 put_new_page(new_hpage, private);
1370         else
1371                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1372
1373         return rc;
1374 }
1375
1376 static inline int try_split_thp(struct page *page, struct list_head *split_pages)
1377 {
1378         int rc;
1379
1380         lock_page(page);
1381         rc = split_huge_page_to_list(page, split_pages);
1382         unlock_page(page);
1383         if (!rc)
1384                 list_move_tail(&page->lru, split_pages);
1385
1386         return rc;
1387 }
1388
1389 /*
1390  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1391  *                 supplied as the target for the page migration
1392  *
1393  * @from:               The list of pages to be migrated.
1394  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1395  *                      as the target of the page migration.
1396  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1397  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1398  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1399  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1400  *                      page migration, if any.
1401  * @reason:             The reason for page migration.
1402  * @ret_succeeded:      Set to the number of normal pages migrated successfully if
1403  *                      the caller passes a non-NULL pointer.
1404  *
1405  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1406  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1407  * It is caller's responsibility to call putback_movable_pages() to return pages
1408  * to the LRU or free list only if ret != 0.
1409  *
1410  * Returns the number of {normal page, THP, hugetlb} that were not migrated, or
1411  * an error code. The number of THP splits will be considered as the number of
1412  * non-migrated THP, no matter how many subpages of the THP are migrated successfully.
1413  */
1414 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1415                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1416                 enum migrate_mode mode, int reason, unsigned int *ret_succeeded)
1417 {
1418         int retry = 1;
1419         int thp_retry = 1;
1420         int nr_failed = 0;
1421         int nr_failed_pages = 0;
1422         int nr_retry_pages = 0;
1423         int nr_succeeded = 0;
1424         int nr_thp_succeeded = 0;
1425         int nr_thp_failed = 0;
1426         int nr_thp_split = 0;
1427         int pass = 0;
1428         bool is_thp = false;
1429         struct page *page;
1430         struct page *page2;
1431         int rc, nr_subpages;
1432         LIST_HEAD(ret_pages);
1433         LIST_HEAD(thp_split_pages);
1434         bool nosplit = (reason == MR_NUMA_MISPLACED);
1435         bool no_subpage_counting = false;
1436
1437         trace_mm_migrate_pages_start(mode, reason);
1438
1439 thp_subpage_migration:
1440         for (pass = 0; pass < 10 && (retry || thp_retry); pass++) {
1441                 retry = 0;
1442                 thp_retry = 0;
1443                 nr_retry_pages = 0;
1444
1445                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1446                         /*
1447                          * THP statistics is based on the source huge page.
1448                          * Capture required information that might get lost
1449                          * during migration.
1450                          */
1451                         is_thp = PageTransHuge(page) && !PageHuge(page);
1452                         nr_subpages = compound_nr(page);
1453                         cond_resched();
1454
1455                         if (PageHuge(page))
1456                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1457                                                 put_new_page, private, page,
1458                                                 pass > 2, mode, reason,
1459                                                 &ret_pages);
1460                         else
1461                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1462                                                 private, page, pass > 2, mode,
1463                                                 reason, &ret_pages);
1464                         /*
1465                          * The rules are:
1466                          *      Success: non hugetlb page will be freed, hugetlb
1467                          *               page will be put back
1468                          *      -EAGAIN: stay on the from list
1469                          *      -ENOMEM: stay on the from list
1470                          *      -ENOSYS: stay on the from list
1471                          *      Other errno: put on ret_pages list then splice to
1472                          *                   from list
1473                          */
1474                         switch(rc) {
1475                         /*
1476                          * THP migration might be unsupported or the
1477                          * allocation could've failed so we should
1478                          * retry on the same page with the THP split
1479                          * to base pages.
1480                          *
1481                          * Sub-pages are put in thp_split_pages, and
1482                          * we will migrate them after the rest of the
1483                          * list is processed.
1484                          */
1485                         case -ENOSYS:
1486                                 /* THP migration is unsupported */
1487                                 if (is_thp) {
1488                                         nr_thp_failed++;
1489                                         if (!try_split_thp(page, &thp_split_pages)) {
1490                                                 nr_thp_split++;
1491                                                 break;
1492                                         }
1493                                 /* Hugetlb migration is unsupported */
1494                                 } else if (!no_subpage_counting) {
1495                                         nr_failed++;
1496                                 }
1497
1498                                 nr_failed_pages += nr_subpages;
1499                                 list_move_tail(&page->lru, &ret_pages);
1500                                 break;
1501                         case -ENOMEM:
1502                                 /*
1503                                  * When memory is low, don't bother to try to migrate
1504                                  * other pages, just exit.
1505                                  */
1506                                 if (is_thp) {
1507                                         nr_thp_failed++;
1508                                         /* THP NUMA faulting doesn't split THP to retry. */
1509                                         if (!nosplit && !try_split_thp(page, &thp_split_pages)) {
1510                                                 nr_thp_split++;
1511                                                 break;
1512                                         }
1513                                 } else if (!no_subpage_counting) {
1514                                         nr_failed++;
1515                                 }
1516
1517                                 nr_failed_pages += nr_subpages + nr_retry_pages;
1518                                 /*
1519                                  * There might be some subpages of fail-to-migrate THPs
1520                                  * left in thp_split_pages list. Move them back to migration
1521                                  * list so that they could be put back to the right list by
1522                                  * the caller otherwise the page refcnt will be leaked.
1523                                  */
1524                                 list_splice_init(&thp_split_pages, from);
1525                                 /* nr_failed isn't updated for not used */
1526                                 nr_thp_failed += thp_retry;
1527                                 goto out;
1528                         case -EAGAIN:
1529                                 if (is_thp)
1530                                         thp_retry++;
1531                                 else if (!no_subpage_counting)
1532                                         retry++;
1533                                 nr_retry_pages += nr_subpages;
1534                                 break;
1535                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1536                                 nr_succeeded += nr_subpages;
1537                                 if (is_thp)
1538                                         nr_thp_succeeded++;
1539                                 break;
1540                         default:
1541                                 /*
1542                                  * Permanent failure (-EBUSY, etc.):
1543                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1544                                  * removed from migration page list and not
1545                                  * retried in the next outer loop.
1546                                  */
1547                                 if (is_thp)
1548                                         nr_thp_failed++;
1549                                 else if (!no_subpage_counting)
1550                                         nr_failed++;
1551
1552                                 nr_failed_pages += nr_subpages;
1553                                 break;
1554                         }
1555                 }
1556         }
1557         nr_failed += retry;
1558         nr_thp_failed += thp_retry;
1559         nr_failed_pages += nr_retry_pages;
1560         /*
1561          * Try to migrate subpages of fail-to-migrate THPs, no nr_failed
1562          * counting in this round, since all subpages of a THP is counted
1563          * as 1 failure in the first round.
1564          */
1565         if (!list_empty(&thp_split_pages)) {
1566                 /*
1567                  * Move non-migrated pages (after 10 retries) to ret_pages
1568                  * to avoid migrating them again.
1569                  */
1570                 list_splice_init(from, &ret_pages);
1571                 list_splice_init(&thp_split_pages, from);
1572                 no_subpage_counting = true;
1573                 retry = 1;
1574                 goto thp_subpage_migration;
1575         }
1576
1577         rc = nr_failed + nr_thp_failed;
1578 out:
1579         /*
1580          * Put the permanent failure page back to migration list, they
1581          * will be put back to the right list by the caller.
1582          */
1583         list_splice(&ret_pages, from);
1584
1585         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1586         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed_pages);
1587         count_vm_events(THP_MIGRATION_SUCCESS, nr_thp_succeeded);
1588         count_vm_events(THP_MIGRATION_FAIL, nr_thp_failed);
1589         count_vm_events(THP_MIGRATION_SPLIT, nr_thp_split);
1590         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed_pages, nr_thp_succeeded,
1591                                nr_thp_failed, nr_thp_split, mode, reason);
1592
1593         if (ret_succeeded)
1594                 *ret_succeeded = nr_succeeded;
1595
1596         return rc;
1597 }
1598
1599 struct page *alloc_migration_target(struct page *page, unsigned long private)
1600 {
1601         struct folio *folio = page_folio(page);
1602         struct migration_target_control *mtc;
1603         gfp_t gfp_mask;
1604         unsigned int order = 0;
1605         struct folio *new_folio = NULL;
1606         int nid;
1607         int zidx;
1608
1609         mtc = (struct migration_target_control *)private;
1610         gfp_mask = mtc->gfp_mask;
1611         nid = mtc->nid;
1612         if (nid == NUMA_NO_NODE)
1613                 nid = folio_nid(folio);
1614
1615         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1616                 struct hstate *h = page_hstate(&folio->page);
1617
1618                 gfp_mask = htlb_modify_alloc_mask(h, gfp_mask);
1619                 return alloc_huge_page_nodemask(h, nid, mtc->nmask, gfp_mask);
1620         }
1621
1622         if (folio_test_large(folio)) {
1623                 /*
1624                  * clear __GFP_RECLAIM to make the migration callback
1625                  * consistent with regular THP allocations.
1626                  */
1627                 gfp_mask &= ~__GFP_RECLAIM;
1628                 gfp_mask |= GFP_TRANSHUGE;
1629                 order = folio_order(folio);
1630         }
1631         zidx = zone_idx(folio_zone(folio));
1632         if (is_highmem_idx(zidx) || zidx == ZONE_MOVABLE)
1633                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
1634
1635         new_folio = __folio_alloc(gfp_mask, order, nid, mtc->nmask);
1636
1637         return &new_folio->page;
1638 }
1639
1640 #ifdef CONFIG_NUMA
1641
1642 static int store_status(int __user *status, int start, int value, int nr)
1643 {
1644         while (nr-- > 0) {
1645                 if (put_user(value, status + start))
1646                         return -EFAULT;
1647                 start++;
1648         }
1649
1650         return 0;
1651 }
1652
1653 static int do_move_pages_to_node(struct mm_struct *mm,
1654                 struct list_head *pagelist, int node)
1655 {
1656         int err;
1657         struct migration_target_control mtc = {
1658                 .nid = node,
1659                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1660         };
1661
1662         err = migrate_pages(pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1663                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1664         if (err)
1665                 putback_movable_pages(pagelist);
1666         return err;
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Resolves the given address to a struct page, isolates it from the LRU and
1671  * puts it to the given pagelist.
1672  * Returns:
1673  *     errno - if the page cannot be found/isolated
1674  *     0 - when it doesn't have to be migrated because it is already on the
1675  *         target node
1676  *     1 - when it has been queued
1677  */
1678 static int add_page_for_migration(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1679                 int node, struct list_head *pagelist, bool migrate_all)
1680 {
1681         struct vm_area_struct *vma;
1682         struct page *page;
1683         int err;
1684
1685         mmap_read_lock(mm);
1686         err = -EFAULT;
1687         vma = vma_lookup(mm, addr);
1688         if (!vma || !vma_migratable(vma))
1689                 goto out;
1690
1691         /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1692         page = follow_page(vma, addr, FOLL_GET | FOLL_DUMP);
1693
1694         err = PTR_ERR(page);
1695         if (IS_ERR(page))
1696                 goto out;
1697
1698         err = -ENOENT;
1699         if (!page)
1700                 goto out;
1701
1702         if (is_zone_device_page(page))
1703                 goto out_putpage;
1704
1705         err = 0;
1706         if (page_to_nid(page) == node)
1707                 goto out_putpage;
1708
1709         err = -EACCES;
1710         if (page_mapcount(page) > 1 && !migrate_all)
1711                 goto out_putpage;
1712
1713         if (PageHuge(page)) {
1714                 if (PageHead(page)) {
1715                         err = isolate_hugetlb(page, pagelist);
1716                         if (!err)
1717                                 err = 1;
1718                 }
1719         } else {
1720                 struct page *head;
1721
1722                 head = compound_head(page);
1723                 err = isolate_lru_page(head);
1724                 if (err)
1725                         goto out_putpage;
1726
1727                 err = 1;
1728                 list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1729                 mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1730                         NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1731                         thp_nr_pages(head));
1732         }
1733 out_putpage:
1734         /*
1735          * Either remove the duplicate refcount from
1736          * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1737          * not isolated.
1738          */
1739         put_page(page);
1740 out:
1741         mmap_read_unlock(mm);
1742         return err;
1743 }
1744
1745 static int move_pages_and_store_status(struct mm_struct *mm, int node,
1746                 struct list_head *pagelist, int __user *status,
1747                 int start, int i, unsigned long nr_pages)
1748 {
1749         int err;
1750
1751         if (list_empty(pagelist))
1752                 return 0;
1753
1754         err = do_move_pages_to_node(mm, pagelist, node);
1755         if (err) {
1756                 /*
1757                  * Positive err means the number of failed
1758                  * pages to migrate.  Since we are going to
1759                  * abort and return the number of non-migrated
1760                  * pages, so need to include the rest of the
1761                  * nr_pages that have not been attempted as
1762                  * well.
1763                  */
1764                 if (err > 0)
1765                         err += nr_pages - i;
1766                 return err;
1767         }
1768         return store_status(status, start, node, i - start);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1773  * the corresponding array of status.
1774  */
1775 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1776                          unsigned long nr_pages,
1777                          const void __user * __user *pages,
1778                          const int __user *nodes,
1779                          int __user *status, int flags)
1780 {
1781         int current_node = NUMA_NO_NODE;
1782         LIST_HEAD(pagelist);
1783         int start, i;
1784         int err = 0, err1;
1785
1786         lru_cache_disable();
1787
1788         for (i = start = 0; i < nr_pages; i++) {
1789                 const void __user *p;
1790                 unsigned long addr;
1791                 int node;
1792
1793                 err = -EFAULT;
1794                 if (get_user(p, pages + i))
1795                         goto out_flush;
1796                 if (get_user(node, nodes + i))
1797                         goto out_flush;
1798                 addr = (unsigned long)untagged_addr(p);
1799
1800                 err = -ENODEV;
1801                 if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1802                         goto out_flush;
1803                 if (!node_state(node, N_MEMORY))
1804                         goto out_flush;
1805
1806                 err = -EACCES;
1807                 if (!node_isset(node, task_nodes))
1808                         goto out_flush;
1809
1810                 if (current_node == NUMA_NO_NODE) {
1811                         current_node = node;
1812                         start = i;
1813                 } else if (node != current_node) {
1814                         err = move_pages_and_store_status(mm, current_node,
1815                                         &pagelist, status, start, i, nr_pages);
1816                         if (err)
1817                                 goto out;
1818                         start = i;
1819                         current_node = node;
1820                 }
1821
1822                 /*
1823                  * Errors in the page lookup or isolation are not fatal and we simply
1824                  * report them via status
1825                  */
1826                 err = add_page_for_migration(mm, addr, current_node,
1827                                 &pagelist, flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1828
1829                 if (err > 0) {
1830                         /* The page is successfully queued for migration */
1831                         continue;
1832                 }
1833
1834                 /*
1835                  * The move_pages() man page does not have an -EEXIST choice, so
1836                  * use -EFAULT instead.
1837                  */
1838                 if (err == -EEXIST)
1839                         err = -EFAULT;
1840
1841                 /*
1842                  * If the page is already on the target node (!err), store the
1843                  * node, otherwise, store the err.
1844                  */
1845                 err = store_status(status, i, err ? : current_node, 1);
1846                 if (err)
1847                         goto out_flush;
1848
1849                 err = move_pages_and_store_status(mm, current_node, &pagelist,
1850                                 status, start, i, nr_pages);
1851                 if (err) {
1852                         /* We have accounted for page i */
1853                         if (err > 0)
1854                                 err--;
1855                         goto out;
1856                 }
1857                 current_node = NUMA_NO_NODE;
1858         }
1859 out_flush:
1860         /* Make sure we do not overwrite the existing error */
1861         err1 = move_pages_and_store_status(mm, current_node, &pagelist,
1862                                 status, start, i, nr_pages);
1863         if (err >= 0)
1864                 err = err1;
1865 out:
1866         lru_cache_enable();
1867         return err;
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1872  */
1873 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1874                                 const void __user **pages, int *status)
1875 {
1876         unsigned long i;
1877
1878         mmap_read_lock(mm);
1879
1880         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1881                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1882                 unsigned int foll_flags = FOLL_DUMP;
1883                 struct vm_area_struct *vma;
1884                 struct page *page;
1885                 int err = -EFAULT;
1886
1887                 vma = vma_lookup(mm, addr);
1888                 if (!vma)
1889                         goto set_status;
1890
1891                 /* Not all huge page follow APIs support 'FOLL_GET' */
1892                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma))
1893                         foll_flags |= FOLL_GET;
1894
1895                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1896                 page = follow_page(vma, addr, foll_flags);
1897
1898                 err = PTR_ERR(page);
1899                 if (IS_ERR(page))
1900                         goto set_status;
1901
1902                 err = -ENOENT;
1903                 if (!page)
1904                         goto set_status;
1905
1906                 if (!is_zone_device_page(page))
1907                         err = page_to_nid(page);
1908
1909                 if (foll_flags & FOLL_GET)
1910                         put_page(page);
1911 set_status:
1912                 *status = err;
1913
1914                 pages++;
1915                 status++;
1916         }
1917
1918         mmap_read_unlock(mm);
1919 }
1920
1921 static int get_compat_pages_array(const void __user *chunk_pages[],
1922                                   const void __user * __user *pages,
1923                                   unsigned long chunk_nr)
1924 {
1925         compat_uptr_t __user *pages32 = (compat_uptr_t __user *)pages;
1926         compat_uptr_t p;
1927         int i;
1928
1929         for (i = 0; i < chunk_nr; i++) {
1930                 if (get_user(p, pages32 + i))
1931                         return -EFAULT;
1932                 chunk_pages[i] = compat_ptr(p);
1933         }
1934
1935         return 0;
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1940  * a user array of status.
1941  */
1942 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1943                          const void __user * __user *pages,
1944                          int __user *status)
1945 {
1946 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16UL
1947         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1948         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1949
1950         while (nr_pages) {
1951                 unsigned long chunk_nr = min(nr_pages, DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR);
1952
1953                 if (in_compat_syscall()) {
1954                         if (get_compat_pages_array(chunk_pages, pages,
1955                                                    chunk_nr))
1956                                 break;
1957                 } else {
1958                         if (copy_from_user(chunk_pages, pages,
1959                                       chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1960                                 break;
1961                 }
1962
1963                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1964
1965                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1966                         break;
1967
1968                 pages += chunk_nr;
1969                 status += chunk_nr;
1970                 nr_pages -= chunk_nr;
1971         }
1972         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1973 }
1974
1975 static struct mm_struct *find_mm_struct(pid_t pid, nodemask_t *mem_nodes)
1976 {
1977         struct task_struct *task;
1978         struct mm_struct *mm;
1979
1980         /*
1981          * There is no need to check if current process has the right to modify
1982          * the specified process when they are same.
1983          */
1984         if (!pid) {
1985                 mmget(current->mm);
1986                 *mem_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1987                 return current->mm;
1988         }
1989
1990         /* Find the mm_struct */
1991         rcu_read_lock();
1992         task = find_task_by_vpid(pid);
1993         if (!task) {
1994                 rcu_read_unlock();
1995                 return ERR_PTR(-ESRCH);
1996         }
1997         get_task_struct(task);
1998
1999         /*
2000          * Check if this process has the right to modify the specified
2001          * process. Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
2002          */
2003         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
2004                 rcu_read_unlock();
2005                 mm = ERR_PTR(-EPERM);
2006                 goto out;
2007         }
2008         rcu_read_unlock();
2009
2010         mm = ERR_PTR(security_task_movememory(task));
2011         if (IS_ERR(mm))
2012                 goto out;
2013         *mem_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
2014         mm = get_task_mm(task);
2015 out:
2016         put_task_struct(task);
2017         if (!mm)
2018                 mm = ERR_PTR(-EINVAL);
2019         return mm;
2020 }
2021
2022 /*
2023  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
2024  * process.
2025  */
2026 static int kernel_move_pages(pid_t pid, unsigned long nr_pages,
2027                              const void __user * __user *pages,
2028                              const int __user *nodes,
2029                              int __user *status, int flags)
2030 {
2031         struct mm_struct *mm;
2032         int err;
2033         nodemask_t task_nodes;
2034
2035         /* Check flags */
2036         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
2037                 return -EINVAL;
2038
2039         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
2040                 return -EPERM;
2041
2042         mm = find_mm_struct(pid, &task_nodes);
2043         if (IS_ERR(mm))
2044                 return PTR_ERR(mm);
2045
2046         if (nodes)
2047                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
2048                                     nodes, status, flags);
2049         else
2050                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
2051
2052         mmput(mm);
2053         return err;
2054 }
2055
2056 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
2057                 const void __user * __user *, pages,
2058                 const int __user *, nodes,
2059                 int __user *, status, int, flags)
2060 {
2061         return kernel_move_pages(pid, nr_pages, pages, nodes, status, flags);
2062 }
2063
2064 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2065 /*
2066  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
2067  * pages. Currently it only checks the watermarks which is crude.
2068  */
2069 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
2070                                    unsigned long nr_migrate_pages)
2071 {
2072         int z;
2073
2074         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
2075                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
2076
2077                 if (!managed_zone(zone))
2078                         continue;
2079
2080                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
2081                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
2082                                        high_wmark_pages(zone) +
2083                                        nr_migrate_pages,
2084                                        ZONE_MOVABLE, 0))
2085                         continue;
2086                 return true;
2087         }
2088         return false;
2089 }
2090
2091 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
2092                                            unsigned long data)
2093 {
2094         int nid = (int) data;
2095         int order = compound_order(page);
2096         gfp_t gfp = __GFP_THISNODE;
2097         struct folio *new;
2098
2099         if (order > 0)
2100                 gfp |= GFP_TRANSHUGE_LIGHT;
2101         else {
2102                 gfp |= GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY |
2103                         __GFP_NOWARN;
2104                 gfp &= ~__GFP_RECLAIM;
2105         }
2106         new = __folio_alloc_node(gfp, order, nid);
2107
2108         return &new->page;
2109 }
2110
2111 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
2112 {
2113         int nr_pages = thp_nr_pages(page);
2114         int order = compound_order(page);
2115
2116         VM_BUG_ON_PAGE(order && !PageTransHuge(page), page);
2117
2118         /* Do not migrate THP mapped by multiple processes */
2119         if (PageTransHuge(page) && total_mapcount(page) > 1)
2120                 return 0;
2121
2122         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
2123         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, nr_pages)) {
2124                 int z;
2125
2126                 if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING))
2127                         return 0;
2128                 for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
2129                         if (managed_zone(pgdat->node_zones + z))
2130                                 break;
2131                 }
2132                 wakeup_kswapd(pgdat->node_zones + z, 0, order, ZONE_MOVABLE);
2133                 return 0;
2134         }
2135
2136         if (isolate_lru_page(page))
2137                 return 0;
2138
2139         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(page),
2140                             nr_pages);
2141
2142         /*
2143          * Isolating the page has taken another reference, so the
2144          * caller's reference can be safely dropped without the page
2145          * disappearing underneath us during migration.
2146          */
2147         put_page(page);
2148         return 1;
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
2153  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
2154  * the page that will be dropped by this function before returning.
2155  */
2156 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
2157                            int node)
2158 {
2159         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
2160         int isolated;
2161         int nr_remaining;
2162         unsigned int nr_succeeded;
2163         LIST_HEAD(migratepages);
2164         int nr_pages = thp_nr_pages(page);
2165
2166         /*
2167          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
2168          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
2169          */
2170         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_lru(page) &&
2171             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
2172                 goto out;
2173
2174         /*
2175          * Also do not migrate dirty pages as not all filesystems can move
2176          * dirty pages in MIGRATE_ASYNC mode which is a waste of cycles.
2177          */
2178         if (page_is_file_lru(page) && PageDirty(page))
2179                 goto out;
2180
2181         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
2182         if (!isolated)
2183                 goto out;
2184
2185         list_add(&page->lru, &migratepages);
2186         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
2187                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
2188                                      MR_NUMA_MISPLACED, &nr_succeeded);
2189         if (nr_remaining) {
2190                 if (!list_empty(&migratepages)) {
2191                         list_del(&page->lru);
2192                         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON +
2193                                         page_is_file_lru(page), -nr_pages);
2194                         putback_lru_page(page);
2195                 }
2196                 isolated = 0;
2197         }
2198         if (nr_succeeded) {
2199                 count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, nr_succeeded);
2200                 if (!node_is_toptier(page_to_nid(page)) && node_is_toptier(node))
2201                         mod_node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_SUCCESS,
2202                                             nr_succeeded);
2203         }
2204         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
2205         return isolated;
2206
2207 out:
2208         put_page(page);
2209         return 0;
2210 }
2211 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2212 #endif /* CONFIG_NUMA */