626ca3c5d07b874428047d9555d4fee5c3435d51
[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 = get_new_page(hpage, private, &result);
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                 return -ENOSYS;
1028
1029         if (!new_hpage)
1030                 return -ENOMEM;
1031
1032         rc = -EAGAIN;
1033
1034         if (!trylock_page(hpage)) {
1035                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1036                         goto out;
1037                 lock_page(hpage);
1038         }
1039
1040         if (PageAnon(hpage))
1041                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1042
1043         try_to_unmap(hpage, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1044
1045         if (!page_mapped(hpage))
1046                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, 1, mode);
1047
1048         if (rc)
1049                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
1050
1051         if (anon_vma)
1052                 put_anon_vma(anon_vma);
1053
1054         if (!rc)
1055                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1056
1057         unlock_page(hpage);
1058 out:
1059         if (rc != -EAGAIN)
1060                 putback_active_hugepage(hpage);
1061         put_page(new_hpage);
1062         if (result) {
1063                 if (rc)
1064                         *result = rc;
1065                 else
1066                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1067         }
1068         return rc;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1073  *                 supplied as the target for the page migration
1074  *
1075  * @from:               The list of pages to be migrated.
1076  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1077  *                      as the target of the page migration.
1078  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1079  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1080  *                      page migration, if any.
1081  * @reason:             The reason for page migration.
1082  *
1083  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1084  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1085  * The caller should call putback_lru_pages() to return pages to the LRU
1086  * or free list only if ret != 0.
1087  *
1088  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1089  */
1090 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1091                 unsigned long private, enum migrate_mode mode, int reason)
1092 {
1093         int retry = 1;
1094         int nr_failed = 0;
1095         int nr_succeeded = 0;
1096         int pass = 0;
1097         struct page *page;
1098         struct page *page2;
1099         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1100         int rc;
1101
1102         if (!swapwrite)
1103                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1104
1105         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1106                 retry = 0;
1107
1108                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1109                         cond_resched();
1110
1111                         if (PageHuge(page))
1112                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1113                                                 private, page, pass > 2, mode);
1114                         else
1115                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
1116                                                 page, pass > 2, mode);
1117
1118                         switch(rc) {
1119                         case -ENOMEM:
1120                                 goto out;
1121                         case -EAGAIN:
1122                                 retry++;
1123                                 break;
1124                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1125                                 nr_succeeded++;
1126                                 break;
1127                         default:
1128                                 /*
1129                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1130                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1131                                  * removed from migration page list and not
1132                                  * retried in the next outer loop.
1133                                  */
1134                                 nr_failed++;
1135                                 break;
1136                         }
1137                 }
1138         }
1139         rc = nr_failed + retry;
1140 out:
1141         if (nr_succeeded)
1142                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1143         if (nr_failed)
1144                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1145         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1146
1147         if (!swapwrite)
1148                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1149
1150         return rc;
1151 }
1152
1153 #ifdef CONFIG_NUMA
1154 /*
1155  * Move a list of individual pages
1156  */
1157 struct page_to_node {
1158         unsigned long addr;
1159         struct page *page;
1160         int node;
1161         int status;
1162 };
1163
1164 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1165                 int **result)
1166 {
1167         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1168
1169         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1170                 pm++;
1171
1172         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1173                 return NULL;
1174
1175         *result = &pm->status;
1176
1177         if (PageHuge(p))
1178                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1179                                         pm->node);
1180         else
1181                 return alloc_pages_exact_node(pm->node,
1182                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1187  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1188  * and the node number must contain a valid target node.
1189  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1190  */
1191 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1192                                       struct page_to_node *pm,
1193                                       int migrate_all)
1194 {
1195         int err;
1196         struct page_to_node *pp;
1197         LIST_HEAD(pagelist);
1198
1199         down_read(&mm->mmap_sem);
1200
1201         /*
1202          * Build a list of pages to migrate
1203          */
1204         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1205                 struct vm_area_struct *vma;
1206                 struct page *page;
1207
1208                 err = -EFAULT;
1209                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1210                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1211                         goto set_status;
1212
1213                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET|FOLL_SPLIT);
1214
1215                 err = PTR_ERR(page);
1216                 if (IS_ERR(page))
1217                         goto set_status;
1218
1219                 err = -ENOENT;
1220                 if (!page)
1221                         goto set_status;
1222
1223                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1224                 if (PageReserved(page))
1225                         goto put_and_set;
1226
1227                 pp->page = page;
1228                 err = page_to_nid(page);
1229
1230                 if (err == pp->node)
1231                         /*
1232                          * Node already in the right place
1233                          */
1234                         goto put_and_set;
1235
1236                 err = -EACCES;
1237                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1238                                 !migrate_all)
1239                         goto put_and_set;
1240
1241                 if (PageHuge(page)) {
1242                         isolate_huge_page(page, &pagelist);
1243                         goto put_and_set;
1244                 }
1245
1246                 err = isolate_lru_page(page);
1247                 if (!err) {
1248                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1249                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1250                                             page_is_file_cache(page));
1251                 }
1252 put_and_set:
1253                 /*
1254                  * Either remove the duplicate refcount from
1255                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1256                  * not isolated.
1257                  */
1258                 put_page(page);
1259 set_status:
1260                 pp->status = err;
1261         }
1262
1263         err = 0;
1264         if (!list_empty(&pagelist)) {
1265                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
1266                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1267                 if (err)
1268                         putback_movable_pages(&pagelist);
1269         }
1270
1271         up_read(&mm->mmap_sem);
1272         return err;
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1277  * the corresponding array of status.
1278  */
1279 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1280                          unsigned long nr_pages,
1281                          const void __user * __user *pages,
1282                          const int __user *nodes,
1283                          int __user *status, int flags)
1284 {
1285         struct page_to_node *pm;
1286         unsigned long chunk_nr_pages;
1287         unsigned long chunk_start;
1288         int err;
1289
1290         err = -ENOMEM;
1291         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1292         if (!pm)
1293                 goto out;
1294
1295         migrate_prep();
1296
1297         /*
1298          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1299          * but keep the last one as a marker
1300          */
1301         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1302
1303         for (chunk_start = 0;
1304              chunk_start < nr_pages;
1305              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1306                 int j;
1307
1308                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1309                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1310
1311                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1312                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1313                         const void __user *p;
1314                         int node;
1315
1316                         err = -EFAULT;
1317                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1318                                 goto out_pm;
1319                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1320
1321                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1322                                 goto out_pm;
1323
1324                         err = -ENODEV;
1325                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1326                                 goto out_pm;
1327
1328                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1329                                 goto out_pm;
1330
1331                         err = -EACCES;
1332                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1333                                 goto out_pm;
1334
1335                         pm[j].node = node;
1336                 }
1337
1338                 /* End marker for this chunk */
1339                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1340
1341                 /* Migrate this chunk */
1342                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1343                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1344                 if (err < 0)
1345                         goto out_pm;
1346
1347                 /* Return status information */
1348                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1349                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1350                                 err = -EFAULT;
1351                                 goto out_pm;
1352                         }
1353         }
1354         err = 0;
1355
1356 out_pm:
1357         free_page((unsigned long)pm);
1358 out:
1359         return err;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1364  */
1365 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1366                                 const void __user **pages, int *status)
1367 {
1368         unsigned long i;
1369
1370         down_read(&mm->mmap_sem);
1371
1372         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1373                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1374                 struct vm_area_struct *vma;
1375                 struct page *page;
1376                 int err = -EFAULT;
1377
1378                 vma = find_vma(mm, addr);
1379                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1380                         goto set_status;
1381
1382                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1383
1384                 err = PTR_ERR(page);
1385                 if (IS_ERR(page))
1386                         goto set_status;
1387
1388                 err = -ENOENT;
1389                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1390                 if (!page || PageReserved(page))
1391                         goto set_status;
1392
1393                 err = page_to_nid(page);
1394 set_status:
1395                 *status = err;
1396
1397                 pages++;
1398                 status++;
1399         }
1400
1401         up_read(&mm->mmap_sem);
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1406  * a user array of status.
1407  */
1408 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1409                          const void __user * __user *pages,
1410                          int __user *status)
1411 {
1412 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1413         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1414         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1415
1416         while (nr_pages) {
1417                 unsigned long chunk_nr;
1418
1419                 chunk_nr = nr_pages;
1420                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1421                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1422
1423                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1424                         break;
1425
1426                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1427
1428                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1429                         break;
1430
1431                 pages += chunk_nr;
1432                 status += chunk_nr;
1433                 nr_pages -= chunk_nr;
1434         }
1435         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1440  * process.
1441  */
1442 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1443                 const void __user * __user *, pages,
1444                 const int __user *, nodes,
1445                 int __user *, status, int, flags)
1446 {
1447         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1448         struct task_struct *task;
1449         struct mm_struct *mm;
1450         int err;
1451         nodemask_t task_nodes;
1452
1453         /* Check flags */
1454         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1455                 return -EINVAL;
1456
1457         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1458                 return -EPERM;
1459
1460         /* Find the mm_struct */
1461         rcu_read_lock();
1462         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1463         if (!task) {
1464                 rcu_read_unlock();
1465                 return -ESRCH;
1466         }
1467         get_task_struct(task);
1468
1469         /*
1470          * Check if this process has the right to modify the specified
1471          * process. The right exists if the process has administrative
1472          * capabilities, superuser privileges or the same
1473          * userid as the target process.
1474          */
1475         tcred = __task_cred(task);
1476         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1477             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1478             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1479                 rcu_read_unlock();
1480                 err = -EPERM;
1481                 goto out;
1482         }
1483         rcu_read_unlock();
1484
1485         err = security_task_movememory(task);
1486         if (err)
1487                 goto out;
1488
1489         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1490         mm = get_task_mm(task);
1491         put_task_struct(task);
1492
1493         if (!mm)
1494                 return -EINVAL;
1495
1496         if (nodes)
1497                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1498                                     nodes, status, flags);
1499         else
1500                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1501
1502         mmput(mm);
1503         return err;
1504
1505 out:
1506         put_task_struct(task);
1507         return err;
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1512  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1513  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1514  */
1515 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1516         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1517 {
1518         struct vm_area_struct *vma;
1519         int err = 0;
1520
1521         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1522                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1523                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1524                         if (err)
1525                                 break;
1526                 }
1527         }
1528         return err;
1529 }
1530
1531 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1532 /*
1533  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1534  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1535  */
1536 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1537                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1538 {
1539         int z;
1540         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1541                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1542
1543                 if (!populated_zone(zone))
1544                         continue;
1545
1546                 if (!zone_reclaimable(zone))
1547                         continue;
1548
1549                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1550                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1551                                        high_wmark_pages(zone) +
1552                                        nr_migrate_pages,
1553                                        0, 0))
1554                         continue;
1555                 return true;
1556         }
1557         return false;
1558 }
1559
1560 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1561                                            unsigned long data,
1562                                            int **result)
1563 {
1564         int nid = (int) data;
1565         struct page *newpage;
1566
1567         newpage = alloc_pages_exact_node(nid,
1568                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE |
1569                                           __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY |
1570                                           __GFP_NOWARN) &
1571                                          ~GFP_IOFS, 0);
1572         if (newpage)
1573                 page_cpupid_xchg_last(newpage, page_cpupid_last(page));
1574
1575         return newpage;
1576 }
1577
1578 /*
1579  * page migration rate limiting control.
1580  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1581  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1582  * If a node is rate-limited then PTE NUMA updates are also rate-limited. However
1583  * as it is faults that reset the window, pte updates will happen unconditionally
1584  * if there has not been a fault since @pteupdate_interval_millisecs after the
1585  * throttle window closed.
1586  */
1587 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1588 static unsigned int pteupdate_interval_millisecs __read_mostly = 1000;
1589 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1590
1591 /* Returns true if NUMA migration is currently rate limited */
1592 bool migrate_ratelimited(int node)
1593 {
1594         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1595
1596         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window +
1597                                 msecs_to_jiffies(pteupdate_interval_millisecs)))
1598                 return false;
1599
1600         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages < ratelimit_pages)
1601                 return false;
1602
1603         return true;
1604 }
1605
1606 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1607 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1608                                         unsigned long nr_pages)
1609 {
1610         /*
1611          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1612          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1613          * all the time is being spent migrating!
1614          */
1615         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1616                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1617                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1618                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1619                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1620                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1621         }
1622         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1623                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1624                                                                 nr_pages);
1625                 return true;
1626         }
1627
1628         /*
1629          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1630          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1631          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1632          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1633          */
1634         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1635         return false;
1636 }
1637
1638 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1639 {
1640         int page_lru;
1641
1642         VM_BUG_ON(compound_order(page) && !PageTransHuge(page));
1643
1644         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1645         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1646                 return 0;
1647
1648         if (isolate_lru_page(page))
1649                 return 0;
1650
1651         /*
1652          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1653          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1654          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1655          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1656          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1657          */
1658         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1659                 putback_lru_page(page);
1660                 return 0;
1661         }
1662
1663         page_lru = page_is_file_cache(page);
1664         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1665                                 hpage_nr_pages(page));
1666
1667         /*
1668          * Isolating the page has taken another reference, so the
1669          * caller's reference can be safely dropped without the page
1670          * disappearing underneath us during migration.
1671          */
1672         put_page(page);
1673         return 1;
1674 }
1675
1676 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1677 {
1678         struct page *page = pmd_page(pmd);
1679         return PageLocked(page);
1680 }
1681
1682 void wait_migrate_huge_page(struct anon_vma *anon_vma, pmd_t *pmd)
1683 {
1684         struct page *page = pmd_page(*pmd);
1685         wait_on_page_locked(page);
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1690  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1691  * the page that will be dropped by this function before returning.
1692  */
1693 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1694                            int node)
1695 {
1696         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1697         int isolated;
1698         int nr_remaining;
1699         LIST_HEAD(migratepages);
1700
1701         /*
1702          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1703          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1704          */
1705         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1706             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1707                 goto out;
1708
1709         /*
1710          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1711          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1712          * all the time is being spent migrating!
1713          */
1714         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1715                 goto out;
1716
1717         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1718         if (!isolated)
1719                 goto out;
1720
1721         list_add(&page->lru, &migratepages);
1722         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1723                                      node, MIGRATE_ASYNC, MR_NUMA_MISPLACED);
1724         if (nr_remaining) {
1725                 putback_lru_pages(&migratepages);
1726                 isolated = 0;
1727         } else
1728                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1729         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1730         return isolated;
1731
1732 out:
1733         put_page(page);
1734         return 0;
1735 }
1736 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1737
1738 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1739 /*
1740  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1741  * before returning.
1742  */
1743 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1744                                 struct vm_area_struct *vma,
1745                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1746                                 unsigned long address,
1747                                 struct page *page, int node)
1748 {
1749         spinlock_t *ptl;
1750         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1751         int isolated = 0;
1752         struct page *new_page = NULL;
1753         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1754         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1755         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1756         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1757         pmd_t orig_entry;
1758
1759         /*
1760          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1761          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1762          * all the time is being spent migrating!
1763          */
1764         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1765                 goto out_dropref;
1766
1767         new_page = alloc_pages_node(node,
1768                 (GFP_TRANSHUGE | GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT, HPAGE_PMD_ORDER);
1769         if (!new_page)
1770                 goto out_fail;
1771
1772         page_cpupid_xchg_last(new_page, page_cpupid_last(page));
1773
1774         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1775         if (!isolated) {
1776                 put_page(new_page);
1777                 goto out_fail;
1778         }
1779
1780         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1781                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1782
1783         /* Prepare a page as a migration target */
1784         __set_page_locked(new_page);
1785         SetPageSwapBacked(new_page);
1786
1787         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1788         new_page->mapping = page->mapping;
1789         new_page->index = page->index;
1790         migrate_page_copy(new_page, page);
1791         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1792
1793         /* Recheck the target PMD */
1794         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1795         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1796         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1797 fail_putback:
1798                 spin_unlock(ptl);
1799                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1800
1801                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1802                 if (TestClearPageActive(new_page))
1803                         SetPageActive(page);
1804                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1805                         SetPageUnevictable(page);
1806                 mlock_migrate_page(page, new_page);
1807
1808                 unlock_page(new_page);
1809                 put_page(new_page);             /* Free it */
1810
1811                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1812                 get_page(page);
1813                 putback_lru_page(page);
1814                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1815                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1816
1817                 goto out_unlock;
1818         }
1819
1820         /*
1821          * Traditional migration needs to prepare the memcg charge
1822          * transaction early to prevent the old page from being
1823          * uncharged when installing migration entries.  Here we can
1824          * save the potential rollback and start the charge transfer
1825          * only when migration is already known to end successfully.
1826          */
1827         mem_cgroup_prepare_migration(page, new_page, &memcg);
1828
1829         orig_entry = *pmd;
1830         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1831         entry = pmd_mkhuge(entry);
1832         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1833
1834         /*
1835          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1836          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1837          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1838          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1839          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1840          */
1841         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1842         page_add_new_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1843         pmdp_clear_flush(vma, mmun_start, pmd);
1844         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1845         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1846         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1847
1848         if (page_count(page) != 2) {
1849                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1850                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1851                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1852                 page_remove_rmap(new_page);
1853                 goto fail_putback;
1854         }
1855
1856         page_remove_rmap(page);
1857
1858         /*
1859          * Finish the charge transaction under the page table lock to
1860          * prevent split_huge_page() from dividing up the charge
1861          * before it's fully transferred to the new page.
1862          */
1863         mem_cgroup_end_migration(memcg, page, new_page, true);
1864         spin_unlock(ptl);
1865         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1866
1867         unlock_page(new_page);
1868         unlock_page(page);
1869         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1870         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1871
1872         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1873         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1874
1875         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1876                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1877                         -HPAGE_PMD_NR);
1878         return isolated;
1879
1880 out_fail:
1881         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1882 out_dropref:
1883         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1884         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1885                 entry = pmd_mknonnuma(entry);
1886                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1887                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1888         }
1889         spin_unlock(ptl);
1890
1891 out_unlock:
1892         unlock_page(page);
1893         put_page(page);
1894         return 0;
1895 }
1896 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1897
1898 #endif /* CONFIG_NUMA */