mm/migrate: correct failure handling if !hugepage_migration_support()
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / migrate.c
1 /*
2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migration.c
3  *
4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
5  *
6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
7  * project. The main authors of the migration code are:
8  *
9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
12  * Christoph Lameter
13  */
14
15 #include <linux/migrate.h>
16 #include <linux/export.h>
17 #include <linux/swap.h>
18 #include <linux/swapops.h>
19 #include <linux/pagemap.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/mm_inline.h>
22 #include <linux/nsproxy.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/ksm.h>
25 #include <linux/rmap.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/cpu.h>
28 #include <linux/cpuset.h>
29 #include <linux/writeback.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/vmalloc.h>
32 #include <linux/security.h>
33 #include <linux/memcontrol.h>
34 #include <linux/syscalls.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/hugetlb_cgroup.h>
37 #include <linux/gfp.h>
38 #include <linux/balloon_compaction.h>
39 #include <linux/mmu_notifier.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42
43 #define CREATE_TRACE_POINTS
44 #include <trace/events/migrate.h>
45
46 #include "internal.h"
47
48 /*
49  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
50  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
51  * undesirable, use migrate_prep_local()
52  */
53 int migrate_prep(void)
54 {
55         /*
56          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
57          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
58          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
59          * pages that may be busy.
60          */
61         lru_add_drain_all();
62
63         return 0;
64 }
65
66 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
67 int migrate_prep_local(void)
68 {
69         lru_add_drain();
70
71         return 0;
72 }
73
74 /*
75  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
76  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
77  */
78 void putback_lru_pages(struct list_head *l)
79 {
80         struct page *page;
81         struct page *page2;
82
83         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
84                 list_del(&page->lru);
85                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
86                                 page_is_file_cache(page));
87                         putback_lru_page(page);
88         }
89 }
90
91 /*
92  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
93  * from where they were once taken off for compaction/migration.
94  *
95  * This function shall be used instead of putback_lru_pages(),
96  * whenever the isolated pageset has been built by isolate_migratepages_range()
97  */
98 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
99 {
100         struct page *page;
101         struct page *page2;
102
103         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
104                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
105                         putback_active_hugepage(page);
106                         continue;
107                 }
108                 list_del(&page->lru);
109                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
110                                 page_is_file_cache(page));
111                 if (unlikely(isolated_balloon_page(page)))
112                         balloon_page_putback(page);
113                 else
114                         putback_lru_page(page);
115         }
116 }
117
118 /*
119  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
120  */
121 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
122                                  unsigned long addr, void *old)
123 {
124         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
125         swp_entry_t entry;
126         pmd_t *pmd;
127         pte_t *ptep, pte;
128         spinlock_t *ptl;
129
130         if (unlikely(PageHuge(new))) {
131                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
132                 if (!ptep)
133                         goto out;
134                 ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, ptep);
135         } else {
136                 pmd = mm_find_pmd(mm, addr);
137                 if (!pmd)
138                         goto out;
139                 if (pmd_trans_huge(*pmd))
140                         goto out;
141
142                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
143
144                 /*
145                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
146                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
147                  */
148
149                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
150         }
151
152         spin_lock(ptl);
153         pte = *ptep;
154         if (!is_swap_pte(pte))
155                 goto unlock;
156
157         entry = pte_to_swp_entry(pte);
158
159         if (!is_migration_entry(entry) ||
160             migration_entry_to_page(entry) != old)
161                 goto unlock;
162
163         get_page(new);
164         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
165         if (pte_swp_soft_dirty(*ptep))
166                 pte = pte_mksoft_dirty(pte);
167         if (is_write_migration_entry(entry))
168                 pte = pte_mkwrite(pte);
169 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
170         if (PageHuge(new)) {
171                 pte = pte_mkhuge(pte);
172                 pte = arch_make_huge_pte(pte, vma, new, 0);
173         }
174 #endif
175         flush_dcache_page(new);
176         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
177
178         if (PageHuge(new)) {
179                 if (PageAnon(new))
180                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
181                 else
182                         page_dup_rmap(new);
183         } else if (PageAnon(new))
184                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
185         else
186                 page_add_file_rmap(new);
187
188         /* No need to invalidate - it was non-present before */
189         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
190 unlock:
191         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
192 out:
193         return SWAP_AGAIN;
194 }
195
196 /*
197  * Get rid of all migration entries and replace them by
198  * references to the indicated page.
199  */
200 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
201 {
202         struct rmap_walk_control rwc = {
203                 .rmap_one = remove_migration_pte,
204                 .arg = old,
205         };
206
207         rmap_walk(new, &rwc);
208 }
209
210 /*
211  * Something used the pte of a page under migration. We need to
212  * get to the page and wait until migration is finished.
213  * When we return from this function the fault will be retried.
214  */
215 static void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
216                                 spinlock_t *ptl)
217 {
218         pte_t pte;
219         swp_entry_t entry;
220         struct page *page;
221
222         spin_lock(ptl);
223         pte = *ptep;
224         if (!is_swap_pte(pte))
225                 goto out;
226
227         entry = pte_to_swp_entry(pte);
228         if (!is_migration_entry(entry))
229                 goto out;
230
231         page = migration_entry_to_page(entry);
232
233         /*
234          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
235          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
236          * against a page without get_page().
237          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
238          * will occur again.
239          */
240         if (!get_page_unless_zero(page))
241                 goto out;
242         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
243         wait_on_page_locked(page);
244         put_page(page);
245         return;
246 out:
247         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
248 }
249
250 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
251                                 unsigned long address)
252 {
253         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
254         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
255         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
256 }
257
258 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma,
259                 struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
260 {
261         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, pte);
262         __migration_entry_wait(mm, pte, ptl);
263 }
264
265 #ifdef CONFIG_BLOCK
266 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
267 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
268                                                         enum migrate_mode mode)
269 {
270         struct buffer_head *bh = head;
271
272         /* Simple case, sync compaction */
273         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
274                 do {
275                         get_bh(bh);
276                         lock_buffer(bh);
277                         bh = bh->b_this_page;
278
279                 } while (bh != head);
280
281                 return true;
282         }
283
284         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
285         do {
286                 get_bh(bh);
287                 if (!trylock_buffer(bh)) {
288                         /*
289                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
290                          * async migration. Release the taken locks
291                          */
292                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
293                         put_bh(failed_bh);
294                         bh = head;
295                         while (bh != failed_bh) {
296                                 unlock_buffer(bh);
297                                 put_bh(bh);
298                                 bh = bh->b_this_page;
299                         }
300                         return false;
301                 }
302
303                 bh = bh->b_this_page;
304         } while (bh != head);
305         return true;
306 }
307 #else
308 static inline bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
309                                                         enum migrate_mode mode)
310 {
311         return true;
312 }
313 #endif /* CONFIG_BLOCK */
314
315 /*
316  * Replace the page in the mapping.
317  *
318  * The number of remaining references must be:
319  * 1 for anonymous pages without a mapping
320  * 2 for pages with a mapping
321  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
322  */
323 int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
324                 struct page *newpage, struct page *page,
325                 struct buffer_head *head, enum migrate_mode mode,
326                 int extra_count)
327 {
328         int expected_count = 1 + extra_count;
329         void **pslot;
330
331         if (!mapping) {
332                 /* Anonymous page without mapping */
333                 if (page_count(page) != expected_count)
334                         return -EAGAIN;
335                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
336         }
337
338         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
339
340         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
341                                         page_index(page));
342
343         expected_count += 1 + page_has_private(page);
344         if (page_count(page) != expected_count ||
345                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
346                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
347                 return -EAGAIN;
348         }
349
350         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
351                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
352                 return -EAGAIN;
353         }
354
355         /*
356          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
357          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
358          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
359          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
360          * block waiting on other references to be dropped.
361          */
362         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
363                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
364                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
365                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
366                 return -EAGAIN;
367         }
368
369         /*
370          * Now we know that no one else is looking at the page.
371          */
372         get_page(newpage);      /* add cache reference */
373         if (PageSwapCache(page)) {
374                 SetPageSwapCache(newpage);
375                 set_page_private(newpage, page_private(page));
376         }
377
378         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
379
380         /*
381          * Drop cache reference from old page by unfreezing
382          * to one less reference.
383          * We know this isn't the last reference.
384          */
385         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
386
387         /*
388          * If moved to a different zone then also account
389          * the page for that zone. Other VM counters will be
390          * taken care of when we establish references to the
391          * new page and drop references to the old page.
392          *
393          * Note that anonymous pages are accounted for
394          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
395          * are mapped to swap space.
396          */
397         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
398         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
399         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
400                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
401                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
402         }
403         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
404
405         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
406 }
407
408 /*
409  * The expected number of remaining references is the same as that
410  * of migrate_page_move_mapping().
411  */
412 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
413                                    struct page *newpage, struct page *page)
414 {
415         int expected_count;
416         void **pslot;
417
418         if (!mapping) {
419                 if (page_count(page) != 1)
420                         return -EAGAIN;
421                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
422         }
423
424         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
425
426         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
427                                         page_index(page));
428
429         expected_count = 2 + page_has_private(page);
430         if (page_count(page) != expected_count ||
431                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
432                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
433                 return -EAGAIN;
434         }
435
436         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
437                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
438                 return -EAGAIN;
439         }
440
441         get_page(newpage);
442
443         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
444
445         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
446
447         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
448         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
449 }
450
451 /*
452  * Gigantic pages are so large that we do not guarantee that page++ pointer
453  * arithmetic will work across the entire page.  We need something more
454  * specialized.
455  */
456 static void __copy_gigantic_page(struct page *dst, struct page *src,
457                                 int nr_pages)
458 {
459         int i;
460         struct page *dst_base = dst;
461         struct page *src_base = src;
462
463         for (i = 0; i < nr_pages; ) {
464                 cond_resched();
465                 copy_highpage(dst, src);
466
467                 i++;
468                 dst = mem_map_next(dst, dst_base, i);
469                 src = mem_map_next(src, src_base, i);
470         }
471 }
472
473 static void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src)
474 {
475         int i;
476         int nr_pages;
477
478         if (PageHuge(src)) {
479                 /* hugetlbfs page */
480                 struct hstate *h = page_hstate(src);
481                 nr_pages = pages_per_huge_page(h);
482
483                 if (unlikely(nr_pages > MAX_ORDER_NR_PAGES)) {
484                         __copy_gigantic_page(dst, src, nr_pages);
485                         return;
486                 }
487         } else {
488                 /* thp page */
489                 BUG_ON(!PageTransHuge(src));
490                 nr_pages = hpage_nr_pages(src);
491         }
492
493         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
494                 cond_resched();
495                 copy_highpage(dst + i, src + i);
496         }
497 }
498
499 /*
500  * Copy the page to its new location
501  */
502 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
503 {
504         int cpupid;
505
506         if (PageHuge(page) || PageTransHuge(page))
507                 copy_huge_page(newpage, page);
508         else
509                 copy_highpage(newpage, page);
510
511         if (PageError(page))
512                 SetPageError(newpage);
513         if (PageReferenced(page))
514                 SetPageReferenced(newpage);
515         if (PageUptodate(page))
516                 SetPageUptodate(newpage);
517         if (TestClearPageActive(page)) {
518                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
519                 SetPageActive(newpage);
520         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
521                 SetPageUnevictable(newpage);
522         if (PageChecked(page))
523                 SetPageChecked(newpage);
524         if (PageMappedToDisk(page))
525                 SetPageMappedToDisk(newpage);
526
527         if (PageDirty(page)) {
528                 clear_page_dirty_for_io(page);
529                 /*
530                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
531                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
532                  * but we can't use set_page_dirty because that function
533                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
534                  * Whereas only part of our page may be dirty.
535                  */
536                 if (PageSwapBacked(page))
537                         SetPageDirty(newpage);
538                 else
539                         __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
540         }
541
542         /*
543          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
544          * future migrations of this same page.
545          */
546         cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, -1);
547         page_cpupid_xchg_last(newpage, cpupid);
548
549         mlock_migrate_page(newpage, page);
550         ksm_migrate_page(newpage, page);
551         /*
552          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
553          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
554          */
555         ClearPageSwapCache(page);
556         ClearPagePrivate(page);
557         set_page_private(page, 0);
558
559         /*
560          * If any waiters have accumulated on the new page then
561          * wake them up.
562          */
563         if (PageWriteback(newpage))
564                 end_page_writeback(newpage);
565 }
566
567 /************************************************************
568  *                    Migration functions
569  ***********************************************************/
570
571 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
572 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
573                         struct page *newpage, struct page *page)
574 {
575         return -EIO;
576 }
577 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
578
579 /*
580  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
581  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
582  *
583  * Pages are locked upon entry and exit.
584  */
585 int migrate_page(struct address_space *mapping,
586                 struct page *newpage, struct page *page,
587                 enum migrate_mode mode)
588 {
589         int rc;
590
591         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
592
593         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode, 0);
594
595         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
596                 return rc;
597
598         migrate_page_copy(newpage, page);
599         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
600 }
601 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
602
603 #ifdef CONFIG_BLOCK
604 /*
605  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
606  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
607  * exist.
608  */
609 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
610                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
611 {
612         struct buffer_head *bh, *head;
613         int rc;
614
615         if (!page_has_buffers(page))
616                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
617
618         head = page_buffers(page);
619
620         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode, 0);
621
622         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
623                 return rc;
624
625         /*
626          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
627          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
628          * need to be locked now
629          */
630         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
631                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
632
633         ClearPagePrivate(page);
634         set_page_private(newpage, page_private(page));
635         set_page_private(page, 0);
636         put_page(page);
637         get_page(newpage);
638
639         bh = head;
640         do {
641                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
642                 bh = bh->b_this_page;
643
644         } while (bh != head);
645
646         SetPagePrivate(newpage);
647
648         migrate_page_copy(newpage, page);
649
650         bh = head;
651         do {
652                 unlock_buffer(bh);
653                 put_bh(bh);
654                 bh = bh->b_this_page;
655
656         } while (bh != head);
657
658         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
659 }
660 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
661 #endif
662
663 /*
664  * Writeback a page to clean the dirty state
665  */
666 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
667 {
668         struct writeback_control wbc = {
669                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
670                 .nr_to_write = 1,
671                 .range_start = 0,
672                 .range_end = LLONG_MAX,
673                 .for_reclaim = 1
674         };
675         int rc;
676
677         if (!mapping->a_ops->writepage)
678                 /* No write method for the address space */
679                 return -EINVAL;
680
681         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
682                 /* Someone else already triggered a write */
683                 return -EAGAIN;
684
685         /*
686          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
687          * the page on some queue. So the page must be clean for
688          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
689          * page state is no longer what we checked for earlier.
690          * At this point we know that the migration attempt cannot
691          * be successful.
692          */
693         remove_migration_ptes(page, page);
694
695         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
696
697         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
698                 /* unlocked. Relock */
699                 lock_page(page);
700
701         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
702 }
703
704 /*
705  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
706  */
707 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
708         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
709 {
710         if (PageDirty(page)) {
711                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
712                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
713                         return -EBUSY;
714                 return writeout(mapping, page);
715         }
716
717         /*
718          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
719          * We must have no buffers or drop them.
720          */
721         if (page_has_private(page) &&
722             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
723                 return -EAGAIN;
724
725         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
726 }
727
728 /*
729  * Move a page to a newly allocated page
730  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
731  *
732  * The new page will have replaced the old page if this function
733  * is successful.
734  *
735  * Return value:
736  *   < 0 - error code
737  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
738  */
739 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
740                                 int remap_swapcache, enum migrate_mode mode)
741 {
742         struct address_space *mapping;
743         int rc;
744
745         /*
746          * Block others from accessing the page when we get around to
747          * establishing additional references. We are the only one
748          * holding a reference to the new page at this point.
749          */
750         if (!trylock_page(newpage))
751                 BUG();
752
753         /* Prepare mapping for the new page.*/
754         newpage->index = page->index;
755         newpage->mapping = page->mapping;
756         if (PageSwapBacked(page))
757                 SetPageSwapBacked(newpage);
758
759         mapping = page_mapping(page);
760         if (!mapping)
761                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
762         else if (mapping->a_ops->migratepage)
763                 /*
764                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
765                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
766                  * space which also has its own migratepage callback. This
767                  * is the most common path for page migration.
768                  */
769                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
770                                                 newpage, page, mode);
771         else
772                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
773
774         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
775                 newpage->mapping = NULL;
776         } else {
777                 if (remap_swapcache)
778                         remove_migration_ptes(page, newpage);
779                 page->mapping = NULL;
780         }
781
782         unlock_page(newpage);
783
784         return rc;
785 }
786
787 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
788                                 int force, enum migrate_mode mode)
789 {
790         int rc = -EAGAIN;
791         int remap_swapcache = 1;
792         struct mem_cgroup *mem;
793         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
794
795         if (!trylock_page(page)) {
796                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
797                         goto out;
798
799                 /*
800                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
801                  * For example, during page readahead pages are added locked
802                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
803                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
804                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
805                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
806                  * second or third page, the process can end up locking
807                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
808                  * trying to be clever about what pages can be locked,
809                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
810                  * altogether.
811                  */
812                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
813                         goto out;
814
815                 lock_page(page);
816         }
817
818         /* charge against new page */
819         mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage, &mem);
820
821         if (PageWriteback(page)) {
822                 /*
823                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
824                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
825                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
826                  * the overhead of stalling is too much
827                  */
828                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
829                         rc = -EBUSY;
830                         goto uncharge;
831                 }
832                 if (!force)
833                         goto uncharge;
834                 wait_on_page_writeback(page);
835         }
836         /*
837          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
838          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
839          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
840          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
841          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
842          * just care Anon page here.
843          */
844         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page)) {
845                 /*
846                  * Only page_lock_anon_vma_read() understands the subtleties of
847                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
848                  */
849                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
850                 if (anon_vma) {
851                         /*
852                          * Anon page
853                          */
854                 } else if (PageSwapCache(page)) {
855                         /*
856                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
857                          * swapcache page is safe to use because we don't
858                          * know in advance if the VMA that this page belonged
859                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
860                          * data have been freed, then the anon_vma could
861                          * already be invalid.
862                          *
863                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
864                          * migrated but are not remapped when migration
865                          * completes
866                          */
867                         remap_swapcache = 0;
868                 } else {
869                         goto uncharge;
870                 }
871         }
872
873         if (unlikely(balloon_page_movable(page))) {
874                 /*
875                  * A ballooned page does not need any special attention from
876                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
877                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
878                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
879                  * the page migration right away (proteced by page lock).
880                  */
881                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
882                 goto uncharge;
883         }
884
885         /*
886          * Corner case handling:
887          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
888          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
889          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
890          * trigger a BUG.  So handle it here.
891          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
892          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
893          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
894          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
895          * free the metadata, so the page can be freed.
896          */
897         if (!page->mapping) {
898                 VM_BUG_ON(PageAnon(page));
899                 if (page_has_private(page)) {
900                         try_to_free_buffers(page);
901                         goto uncharge;
902                 }
903                 goto skip_unmap;
904         }
905
906         /* Establish migration ptes or remove ptes */
907         try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
908
909 skip_unmap:
910         if (!page_mapped(page))
911                 rc = move_to_new_page(newpage, page, remap_swapcache, mode);
912
913         if (rc && remap_swapcache)
914                 remove_migration_ptes(page, page);
915
916         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
917         if (anon_vma)
918                 put_anon_vma(anon_vma);
919
920 uncharge:
921         mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage,
922                                  (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ||
923                                   rc == MIGRATEPAGE_BALLOON_SUCCESS));
924         unlock_page(page);
925 out:
926         return rc;
927 }
928
929 /*
930  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
931  * to the newly allocated page in newpage.
932  */
933 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
934                         struct page *page, int force, enum migrate_mode mode)
935 {
936         int rc = 0;
937         int *result = NULL;
938         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
939
940         if (!newpage)
941                 return -ENOMEM;
942
943         if (page_count(page) == 1) {
944                 /* page was freed from under us. So we are done. */
945                 goto out;
946         }
947
948         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
949                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
950                         goto out;
951
952         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
953
954         if (unlikely(rc == MIGRATEPAGE_BALLOON_SUCCESS)) {
955                 /*
956                  * A ballooned page has been migrated already.
957                  * Now, it's the time to wrap-up counters,
958                  * handle the page back to Buddy and return.
959                  */
960                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
961                                     page_is_file_cache(page));
962                 balloon_page_free(page);
963                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
964         }
965 out:
966         if (rc != -EAGAIN) {
967                 /*
968                  * A page that has been migrated has all references
969                  * removed and will be freed. A page that has not been
970                  * migrated will have kepts its references and be
971                  * restored.
972                  */
973                 list_del(&page->lru);
974                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
975                                 page_is_file_cache(page));
976                 putback_lru_page(page);
977         }
978         /*
979          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
980          * then this will free the page.
981          */
982         putback_lru_page(newpage);
983         if (result) {
984                 if (rc)
985                         *result = rc;
986                 else
987                         *result = page_to_nid(newpage);
988         }
989         return rc;
990 }
991
992 /*
993  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
994  *
995  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
996  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
997  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
998  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
999  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1000  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1001  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1002  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1003  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1004  * hugepage migration fails without data corruption.
1005  *
1006  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1007  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1008  * will wait in the page fault for migration to complete.
1009  */
1010 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1011                                 unsigned long private, struct page *hpage,
1012                                 int force, enum migrate_mode mode)
1013 {
1014         int rc = 0;
1015         int *result = NULL;
1016         struct page *new_hpage;
1017         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1018
1019         /*
1020          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1021          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1022          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1023          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1024          * kicking migration.
1025          */
1026         if (!hugepage_migration_support(page_hstate(hpage))) {
1027                 putback_active_hugepage(hpage);
1028                 return -ENOSYS;
1029         }
1030
1031         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1032         if (!new_hpage)
1033                 return -ENOMEM;
1034
1035         rc = -EAGAIN;
1036
1037         if (!trylock_page(hpage)) {
1038                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1039                         goto out;
1040                 lock_page(hpage);
1041         }
1042
1043         if (PageAnon(hpage))
1044                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1045
1046         try_to_unmap(hpage, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1047
1048         if (!page_mapped(hpage))
1049                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, 1, mode);
1050
1051         if (rc)
1052                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
1053
1054         if (anon_vma)
1055                 put_anon_vma(anon_vma);
1056
1057         if (!rc)
1058                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1059
1060         unlock_page(hpage);
1061 out:
1062         if (rc != -EAGAIN)
1063                 putback_active_hugepage(hpage);
1064         put_page(new_hpage);
1065         if (result) {
1066                 if (rc)
1067                         *result = rc;
1068                 else
1069                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1070         }
1071         return rc;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1076  *                 supplied as the target for the page migration
1077  *
1078  * @from:               The list of pages to be migrated.
1079  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1080  *                      as the target of the page migration.
1081  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1082  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1083  *                      page migration, if any.
1084  * @reason:             The reason for page migration.
1085  *
1086  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1087  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1088  * The caller should call putback_lru_pages() to return pages to the LRU
1089  * or free list only if ret != 0.
1090  *
1091  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1092  */
1093 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1094                 unsigned long private, enum migrate_mode mode, int reason)
1095 {
1096         int retry = 1;
1097         int nr_failed = 0;
1098         int nr_succeeded = 0;
1099         int pass = 0;
1100         struct page *page;
1101         struct page *page2;
1102         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1103         int rc;
1104
1105         if (!swapwrite)
1106                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1107
1108         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1109                 retry = 0;
1110
1111                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1112                         cond_resched();
1113
1114                         if (PageHuge(page))
1115                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1116                                                 private, page, pass > 2, mode);
1117                         else
1118                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
1119                                                 page, pass > 2, mode);
1120
1121                         switch(rc) {
1122                         case -ENOMEM:
1123                                 goto out;
1124                         case -EAGAIN:
1125                                 retry++;
1126                                 break;
1127                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1128                                 nr_succeeded++;
1129                                 break;
1130                         default:
1131                                 /*
1132                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1133                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1134                                  * removed from migration page list and not
1135                                  * retried in the next outer loop.
1136                                  */
1137                                 nr_failed++;
1138                                 break;
1139                         }
1140                 }
1141         }
1142         rc = nr_failed + retry;
1143 out:
1144         if (nr_succeeded)
1145                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1146         if (nr_failed)
1147                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1148         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1149
1150         if (!swapwrite)
1151                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1152
1153         return rc;
1154 }
1155
1156 #ifdef CONFIG_NUMA
1157 /*
1158  * Move a list of individual pages
1159  */
1160 struct page_to_node {
1161         unsigned long addr;
1162         struct page *page;
1163         int node;
1164         int status;
1165 };
1166
1167 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1168                 int **result)
1169 {
1170         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1171
1172         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1173                 pm++;
1174
1175         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1176                 return NULL;
1177
1178         *result = &pm->status;
1179
1180         if (PageHuge(p))
1181                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1182                                         pm->node);
1183         else
1184                 return alloc_pages_exact_node(pm->node,
1185                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
1186 }
1187
1188 /*
1189  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1190  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1191  * and the node number must contain a valid target node.
1192  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1193  */
1194 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1195                                       struct page_to_node *pm,
1196                                       int migrate_all)
1197 {
1198         int err;
1199         struct page_to_node *pp;
1200         LIST_HEAD(pagelist);
1201
1202         down_read(&mm->mmap_sem);
1203
1204         /*
1205          * Build a list of pages to migrate
1206          */
1207         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1208                 struct vm_area_struct *vma;
1209                 struct page *page;
1210
1211                 err = -EFAULT;
1212                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1213                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1214                         goto set_status;
1215
1216                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET|FOLL_SPLIT);
1217
1218                 err = PTR_ERR(page);
1219                 if (IS_ERR(page))
1220                         goto set_status;
1221
1222                 err = -ENOENT;
1223                 if (!page)
1224                         goto set_status;
1225
1226                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1227                 if (PageReserved(page))
1228                         goto put_and_set;
1229
1230                 pp->page = page;
1231                 err = page_to_nid(page);
1232
1233                 if (err == pp->node)
1234                         /*
1235                          * Node already in the right place
1236                          */
1237                         goto put_and_set;
1238
1239                 err = -EACCES;
1240                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1241                                 !migrate_all)
1242                         goto put_and_set;
1243
1244                 if (PageHuge(page)) {
1245                         isolate_huge_page(page, &pagelist);
1246                         goto put_and_set;
1247                 }
1248
1249                 err = isolate_lru_page(page);
1250                 if (!err) {
1251                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1252                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1253                                             page_is_file_cache(page));
1254                 }
1255 put_and_set:
1256                 /*
1257                  * Either remove the duplicate refcount from
1258                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1259                  * not isolated.
1260                  */
1261                 put_page(page);
1262 set_status:
1263                 pp->status = err;
1264         }
1265
1266         err = 0;
1267         if (!list_empty(&pagelist)) {
1268                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
1269                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1270                 if (err)
1271                         putback_movable_pages(&pagelist);
1272         }
1273
1274         up_read(&mm->mmap_sem);
1275         return err;
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1280  * the corresponding array of status.
1281  */
1282 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1283                          unsigned long nr_pages,
1284                          const void __user * __user *pages,
1285                          const int __user *nodes,
1286                          int __user *status, int flags)
1287 {
1288         struct page_to_node *pm;
1289         unsigned long chunk_nr_pages;
1290         unsigned long chunk_start;
1291         int err;
1292
1293         err = -ENOMEM;
1294         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1295         if (!pm)
1296                 goto out;
1297
1298         migrate_prep();
1299
1300         /*
1301          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1302          * but keep the last one as a marker
1303          */
1304         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1305
1306         for (chunk_start = 0;
1307              chunk_start < nr_pages;
1308              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1309                 int j;
1310
1311                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1312                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1313
1314                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1315                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1316                         const void __user *p;
1317                         int node;
1318
1319                         err = -EFAULT;
1320                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1321                                 goto out_pm;
1322                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1323
1324                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1325                                 goto out_pm;
1326
1327                         err = -ENODEV;
1328                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1329                                 goto out_pm;
1330
1331                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1332                                 goto out_pm;
1333
1334                         err = -EACCES;
1335                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1336                                 goto out_pm;
1337
1338                         pm[j].node = node;
1339                 }
1340
1341                 /* End marker for this chunk */
1342                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1343
1344                 /* Migrate this chunk */
1345                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1346                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1347                 if (err < 0)
1348                         goto out_pm;
1349
1350                 /* Return status information */
1351                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1352                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1353                                 err = -EFAULT;
1354                                 goto out_pm;
1355                         }
1356         }
1357         err = 0;
1358
1359 out_pm:
1360         free_page((unsigned long)pm);
1361 out:
1362         return err;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1367  */
1368 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1369                                 const void __user **pages, int *status)
1370 {
1371         unsigned long i;
1372
1373         down_read(&mm->mmap_sem);
1374
1375         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1376                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1377                 struct vm_area_struct *vma;
1378                 struct page *page;
1379                 int err = -EFAULT;
1380
1381                 vma = find_vma(mm, addr);
1382                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1383                         goto set_status;
1384
1385                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1386
1387                 err = PTR_ERR(page);
1388                 if (IS_ERR(page))
1389                         goto set_status;
1390
1391                 err = -ENOENT;
1392                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1393                 if (!page || PageReserved(page))
1394                         goto set_status;
1395
1396                 err = page_to_nid(page);
1397 set_status:
1398                 *status = err;
1399
1400                 pages++;
1401                 status++;
1402         }
1403
1404         up_read(&mm->mmap_sem);
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1409  * a user array of status.
1410  */
1411 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1412                          const void __user * __user *pages,
1413                          int __user *status)
1414 {
1415 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1416         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1417         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1418
1419         while (nr_pages) {
1420                 unsigned long chunk_nr;
1421
1422                 chunk_nr = nr_pages;
1423                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1424                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1425
1426                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1427                         break;
1428
1429                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1430
1431                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1432                         break;
1433
1434                 pages += chunk_nr;
1435                 status += chunk_nr;
1436                 nr_pages -= chunk_nr;
1437         }
1438         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1443  * process.
1444  */
1445 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1446                 const void __user * __user *, pages,
1447                 const int __user *, nodes,
1448                 int __user *, status, int, flags)
1449 {
1450         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1451         struct task_struct *task;
1452         struct mm_struct *mm;
1453         int err;
1454         nodemask_t task_nodes;
1455
1456         /* Check flags */
1457         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1458                 return -EINVAL;
1459
1460         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1461                 return -EPERM;
1462
1463         /* Find the mm_struct */
1464         rcu_read_lock();
1465         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1466         if (!task) {
1467                 rcu_read_unlock();
1468                 return -ESRCH;
1469         }
1470         get_task_struct(task);
1471
1472         /*
1473          * Check if this process has the right to modify the specified
1474          * process. The right exists if the process has administrative
1475          * capabilities, superuser privileges or the same
1476          * userid as the target process.
1477          */
1478         tcred = __task_cred(task);
1479         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1480             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1481             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1482                 rcu_read_unlock();
1483                 err = -EPERM;
1484                 goto out;
1485         }
1486         rcu_read_unlock();
1487
1488         err = security_task_movememory(task);
1489         if (err)
1490                 goto out;
1491
1492         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1493         mm = get_task_mm(task);
1494         put_task_struct(task);
1495
1496         if (!mm)
1497                 return -EINVAL;
1498
1499         if (nodes)
1500                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1501                                     nodes, status, flags);
1502         else
1503                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1504
1505         mmput(mm);
1506         return err;
1507
1508 out:
1509         put_task_struct(task);
1510         return err;
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1515  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1516  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1517  */
1518 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1519         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1520 {
1521         struct vm_area_struct *vma;
1522         int err = 0;
1523
1524         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1525                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1526                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1527                         if (err)
1528                                 break;
1529                 }
1530         }
1531         return err;
1532 }
1533
1534 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1535 /*
1536  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1537  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1538  */
1539 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1540                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1541 {
1542         int z;
1543         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1544                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1545
1546                 if (!populated_zone(zone))
1547                         continue;
1548
1549                 if (!zone_reclaimable(zone))
1550                         continue;
1551
1552                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1553                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1554                                        high_wmark_pages(zone) +
1555                                        nr_migrate_pages,
1556                                        0, 0))
1557                         continue;
1558                 return true;
1559         }
1560         return false;
1561 }
1562
1563 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1564                                            unsigned long data,
1565                                            int **result)
1566 {
1567         int nid = (int) data;
1568         struct page *newpage;
1569
1570         newpage = alloc_pages_exact_node(nid,
1571                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE |
1572                                           __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY |
1573                                           __GFP_NOWARN) &
1574                                          ~GFP_IOFS, 0);
1575         if (newpage)
1576                 page_cpupid_xchg_last(newpage, page_cpupid_last(page));
1577
1578         return newpage;
1579 }
1580
1581 /*
1582  * page migration rate limiting control.
1583  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1584  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1585  * If a node is rate-limited then PTE NUMA updates are also rate-limited. However
1586  * as it is faults that reset the window, pte updates will happen unconditionally
1587  * if there has not been a fault since @pteupdate_interval_millisecs after the
1588  * throttle window closed.
1589  */
1590 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1591 static unsigned int pteupdate_interval_millisecs __read_mostly = 1000;
1592 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1593
1594 /* Returns true if NUMA migration is currently rate limited */
1595 bool migrate_ratelimited(int node)
1596 {
1597         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1598
1599         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window +
1600                                 msecs_to_jiffies(pteupdate_interval_millisecs)))
1601                 return false;
1602
1603         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages < ratelimit_pages)
1604                 return false;
1605
1606         return true;
1607 }
1608
1609 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1610 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1611                                         unsigned long nr_pages)
1612 {
1613         /*
1614          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1615          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1616          * all the time is being spent migrating!
1617          */
1618         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1619                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1620                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1621                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1622                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1623                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1624         }
1625         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1626                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1627                                                                 nr_pages);
1628                 return true;
1629         }
1630
1631         /*
1632          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1633          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1634          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1635          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1636          */
1637         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1638         return false;
1639 }
1640
1641 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1642 {
1643         int page_lru;
1644
1645         VM_BUG_ON(compound_order(page) && !PageTransHuge(page));
1646
1647         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1648         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1649                 return 0;
1650
1651         if (isolate_lru_page(page))
1652                 return 0;
1653
1654         /*
1655          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1656          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1657          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1658          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1659          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1660          */
1661         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1662                 putback_lru_page(page);
1663                 return 0;
1664         }
1665
1666         page_lru = page_is_file_cache(page);
1667         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1668                                 hpage_nr_pages(page));
1669
1670         /*
1671          * Isolating the page has taken another reference, so the
1672          * caller's reference can be safely dropped without the page
1673          * disappearing underneath us during migration.
1674          */
1675         put_page(page);
1676         return 1;
1677 }
1678
1679 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1680 {
1681         struct page *page = pmd_page(pmd);
1682         return PageLocked(page);
1683 }
1684
1685 void wait_migrate_huge_page(struct anon_vma *anon_vma, pmd_t *pmd)
1686 {
1687         struct page *page = pmd_page(*pmd);
1688         wait_on_page_locked(page);
1689 }
1690
1691 /*
1692  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1693  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1694  * the page that will be dropped by this function before returning.
1695  */
1696 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1697                            int node)
1698 {
1699         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1700         int isolated;
1701         int nr_remaining;
1702         LIST_HEAD(migratepages);
1703
1704         /*
1705          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1706          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1707          */
1708         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1709             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1710                 goto out;
1711
1712         /*
1713          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1714          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1715          * all the time is being spent migrating!
1716          */
1717         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1718                 goto out;
1719
1720         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1721         if (!isolated)
1722                 goto out;
1723
1724         list_add(&page->lru, &migratepages);
1725         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1726                                      node, MIGRATE_ASYNC, MR_NUMA_MISPLACED);
1727         if (nr_remaining) {
1728                 putback_lru_pages(&migratepages);
1729                 isolated = 0;
1730         } else
1731                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1732         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1733         return isolated;
1734
1735 out:
1736         put_page(page);
1737         return 0;
1738 }
1739 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1740
1741 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1742 /*
1743  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1744  * before returning.
1745  */
1746 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1747                                 struct vm_area_struct *vma,
1748                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1749                                 unsigned long address,
1750                                 struct page *page, int node)
1751 {
1752         spinlock_t *ptl;
1753         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1754         int isolated = 0;
1755         struct page *new_page = NULL;
1756         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1757         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1758         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1759         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1760         pmd_t orig_entry;
1761
1762         /*
1763          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1764          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1765          * all the time is being spent migrating!
1766          */
1767         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1768                 goto out_dropref;
1769
1770         new_page = alloc_pages_node(node,
1771                 (GFP_TRANSHUGE | GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT, HPAGE_PMD_ORDER);
1772         if (!new_page)
1773                 goto out_fail;
1774
1775         page_cpupid_xchg_last(new_page, page_cpupid_last(page));
1776
1777         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1778         if (!isolated) {
1779                 put_page(new_page);
1780                 goto out_fail;
1781         }
1782
1783         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1784                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1785
1786         /* Prepare a page as a migration target */
1787         __set_page_locked(new_page);
1788         SetPageSwapBacked(new_page);
1789
1790         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1791         new_page->mapping = page->mapping;
1792         new_page->index = page->index;
1793         migrate_page_copy(new_page, page);
1794         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1795
1796         /* Recheck the target PMD */
1797         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1798         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1799         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1800 fail_putback:
1801                 spin_unlock(ptl);
1802                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1803
1804                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1805                 if (TestClearPageActive(new_page))
1806                         SetPageActive(page);
1807                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1808                         SetPageUnevictable(page);
1809                 mlock_migrate_page(page, new_page);
1810
1811                 unlock_page(new_page);
1812                 put_page(new_page);             /* Free it */
1813
1814                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1815                 get_page(page);
1816                 putback_lru_page(page);
1817                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1818                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1819
1820                 goto out_unlock;
1821         }
1822
1823         /*
1824          * Traditional migration needs to prepare the memcg charge
1825          * transaction early to prevent the old page from being
1826          * uncharged when installing migration entries.  Here we can
1827          * save the potential rollback and start the charge transfer
1828          * only when migration is already known to end successfully.
1829          */
1830         mem_cgroup_prepare_migration(page, new_page, &memcg);
1831
1832         orig_entry = *pmd;
1833         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1834         entry = pmd_mkhuge(entry);
1835         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1836
1837         /*
1838          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1839          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1840          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1841          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1842          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1843          */
1844         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1845         page_add_new_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1846         pmdp_clear_flush(vma, mmun_start, pmd);
1847         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1848         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1849         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1850
1851         if (page_count(page) != 2) {
1852                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1853                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1854                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1855                 page_remove_rmap(new_page);
1856                 goto fail_putback;
1857         }
1858
1859         page_remove_rmap(page);
1860
1861         /*
1862          * Finish the charge transaction under the page table lock to
1863          * prevent split_huge_page() from dividing up the charge
1864          * before it's fully transferred to the new page.
1865          */
1866         mem_cgroup_end_migration(memcg, page, new_page, true);
1867         spin_unlock(ptl);
1868         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1869
1870         unlock_page(new_page);
1871         unlock_page(page);
1872         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1873         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1874
1875         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1876         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1877
1878         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1879                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1880                         -HPAGE_PMD_NR);
1881         return isolated;
1882
1883 out_fail:
1884         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1885 out_dropref:
1886         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1887         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1888                 entry = pmd_mknonnuma(entry);
1889                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1890                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1891         }
1892         spin_unlock(ptl);
1893
1894 out_unlock:
1895         unlock_page(page);
1896         put_page(page);
1897         return 0;
1898 }
1899 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1900
1901 #endif /* CONFIG_NUMA */