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/module.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/rmap.h>
  25 #include <linux/topology.h>
  26 #include <linux/cpu.h>
  27 #include <linux/cpuset.h>
  28 #include <linux/writeback.h>
  29 #include <linux/mempolicy.h>
  30 #include <linux/vmalloc.h>
  31 #include <linux/security.h>
  32 #include <linux/memcontrol.h>
  33 #include <linux/syscalls.h>
  34
  35 #include "internal.h"
  36
  37 #define lru_to_page(_head) (list_entry((_head)->prev, struct page, lru))
  38
  39 /*
  40  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
  41  * to be migrated using isolate_lru_page().
  42  */
  43 int migrate_prep(void)
  44 {
  45         /*
  46          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
  47          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
  48          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
  49          * pages that may be busy.
  50          */
  51         lru_add_drain_all();
  52
  53         return 0;
  54 }
  55
  56 /*
  57  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
  58  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
  59  *
  60  * returns the number of pages put back.
  61  */
  62 int putback_lru_pages(struct list_head *l)
  63 {
  64         struct page *page;
  65         struct page *page2;
  66         int count = 0;
  67
  68         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
  69                 list_del(&page->lru);
  70                 putback_lru_page(page);
  71                 count++;
  72         }
  73         return count;
  74 }
  75
  76 /*
  77  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
  78  */
  79 static void remove_migration_pte(struct vm_area_struct *vma,
  80                 struct page *old, struct page *new)
  81 {
  82         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  83         swp_entry_t entry;
  84         pgd_t *pgd;
  85         pud_t *pud;
  86         pmd_t *pmd;
  87         pte_t *ptep, pte;
  88         spinlock_t *ptl;
  89         unsigned long addr = page_address_in_vma(new, vma);
  90
  91         if (addr == -EFAULT)
  92                 return;
  93
  94         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  95         if (!pgd_present(*pgd))
  96                 return;
  97
  98         pud = pud_offset(pgd, addr);
  99         if (!pud_present(*pud))
 100                 return;
 101
 102         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 103         if (!pmd_present(*pmd))
 104                 return;
 105
 106         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 107
 108         if (!is_swap_pte(*ptep)) {
 109                 pte_unmap(ptep);
 110                 return;
 111         }
 112
 113         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 114         spin_lock(ptl);
 115         pte = *ptep;
 116         if (!is_swap_pte(pte))
 117                 goto out;
 118
 119         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 120
 121         if (!is_migration_entry(entry) || migration_entry_to_page(entry) != old)
 122                 goto out;
 123
 124         /*
 125          * Yes, ignore the return value from a GFP_ATOMIC mem_cgroup_charge.
 126          * Failure is not an option here: we're now expected to remove every
 127          * migration pte, and will cause crashes otherwise.  Normally this
 128          * is not an issue: mem_cgroup_prepare_migration bumped up the old
 129          * page_cgroup count for safety, that's now attached to the new page,
 130          * so this charge should just be another incrementation of the count,
 131          * to keep in balance with rmap.c's mem_cgroup_uncharging.  But if
 132          * there's been a force_empty, those reference counts may no longer
 133          * be reliable, and this charge can actually fail: oh well, we don't
 134          * make the situation any worse by proceeding as if it had succeeded.
 135          */
 136         mem_cgroup_charge(new, mm, GFP_ATOMIC);
 137
 138         get_page(new);
 139         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
 140         if (is_write_migration_entry(entry))
 141                 pte = pte_mkwrite(pte);
 142         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
 143         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
 144
 145         if (PageAnon(new))
 146                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
 147         else
 148                 page_add_file_rmap(new);
 149
 150         /* No need to invalidate - it was non-present before */
 151         update_mmu_cache(vma, addr, pte);
 152
 153 out:
 154         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Note that remove_file_migration_ptes will only work on regular mappings,
 159  * Nonlinear mappings do not use migration entries.
 160  */
 161 static void remove_file_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 162 {
 163         struct vm_area_struct *vma;
 164         struct address_space *mapping = page_mapping(new);
 165         struct prio_tree_iter iter;
 166         pgoff_t pgoff = new->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 167
 168         if (!mapping)
 169                 return;
 170
 171         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 172
 173         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff)
 174                 remove_migration_pte(vma, old, new);
 175
 176         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Must hold mmap_sem lock on at least one of the vmas containing
 181  * the page so that the anon_vma cannot vanish.
 182  */
 183 static void remove_anon_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 184 {
 185         struct anon_vma *anon_vma;
 186         struct vm_area_struct *vma;
 187         unsigned long mapping;
 188
 189         mapping = (unsigned long)new->mapping;
 190
 191         if (!mapping || (mapping & PAGE_MAPPING_ANON) == 0)
 192                 return;
 193
 194         /*
 195          * We hold the mmap_sem lock. So no need to call page_lock_anon_vma.
 196          */
 197         anon_vma = (struct anon_vma *) (mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 198         spin_lock(&anon_vma->lock);
 199
 200         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node)
 201                 remove_migration_pte(vma, old, new);
 202
 203         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 204 }
 205
 206 /*
 207  * Get rid of all migration entries and replace them by
 208  * references to the indicated page.
 209  */
 210 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 211 {
 212         if (PageAnon(new))
 213                 remove_anon_migration_ptes(old, new);
 214         else
 215                 remove_file_migration_ptes(old, new);
 216 }
 217
 218 /*
 219  * Something used the pte of a page under migration. We need to
 220  * get to the page and wait until migration is finished.
 221  * When we return from this function the fault will be retried.
 222  *
 223  * This function is called from do_swap_page().
 224  */
 225 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
 226                                 unsigned long address)
 227 {
 228         pte_t *ptep, pte;
 229         spinlock_t *ptl;
 230         swp_entry_t entry;
 231         struct page *page;
 232
 233         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 234         pte = *ptep;
 235         if (!is_swap_pte(pte))
 236                 goto out;
 237
 238         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 239         if (!is_migration_entry(entry))
 240                 goto out;
 241
 242         page = migration_entry_to_page(entry);
 243
 244         /*
 245          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
 246          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
 247          * against a page without get_page().
 248          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
 249          * will occur again.
 250          */
 251         if (!get_page_unless_zero(page))
 252                 goto out;
 253         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 254         wait_on_page_locked(page);
 255         put_page(page);
 256         return;
 257 out:
 258         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 259 }
 260
 261 /*
 262  * Replace the page in the mapping.
 263  *
 264  * The number of remaining references must be:
 265  * 1 for anonymous pages without a mapping
 266  * 2 for pages with a mapping
 267  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate set.
 268  */
 269 static int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 270                 struct page *newpage, struct page *page)
 271 {
 272         int expected_count;
 273         void **pslot;
 274
 275         if (!mapping) {
 276                 /* Anonymous page without mapping */
 277                 if (page_count(page) != 1)
 278                         return -EAGAIN;
 279                 return 0;
 280         }
 281
 282         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 283
 284         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 285                                         page_index(page));
 286
 287         expected_count = 2 + !!PagePrivate(page);
 288         if (page_count(page) != expected_count ||
 289                         (struct page *)radix_tree_deref_slot(pslot) != page) {
 290                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 291                 return -EAGAIN;
 292         }
 293
 294         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 295                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 296                 return -EAGAIN;
 297         }
 298
 299         /*
 300          * Now we know that no one else is looking at the page.
 301          */
 302         get_page(newpage);      /* add cache reference */
 303 #ifdef CONFIG_SWAP
 304         if (PageSwapCache(page)) {
 305                 SetPageSwapCache(newpage);
 306                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 307         }
 308 #endif
 309
 310         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 311
 312         page_unfreeze_refs(page, expected_count);
 313         /*
 314          * Drop cache reference from old page.
 315          * We know this isn't the last reference.
 316          */
 317         __put_page(page);
 318
 319         /*
 320          * If moved to a different zone then also account
 321          * the page for that zone. Other VM counters will be
 322          * taken care of when we establish references to the
 323          * new page and drop references to the old page.
 324          *
 325          * Note that anonymous pages are accounted for
 326          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
 327          * are mapped to swap space.
 328          */
 329         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
 330         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
 331
 332         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 333
 334         return 0;
 335 }
 336
 337 /*
 338  * Copy the page to its new location
 339  */
 340 static void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
 341 {
 342         int anon;
 343
 344         copy_highpage(newpage, page);
 345
 346         if (PageError(page))
 347                 SetPageError(newpage);
 348         if (PageReferenced(page))
 349                 SetPageReferenced(newpage);
 350         if (PageUptodate(page))
 351                 SetPageUptodate(newpage);
 352         if (TestClearPageActive(page)) {
 353                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
 354                 SetPageActive(newpage);
 355         } else
 356                 unevictable_migrate_page(newpage, page);
 357         if (PageChecked(page))
 358                 SetPageChecked(newpage);
 359         if (PageMappedToDisk(page))
 360                 SetPageMappedToDisk(newpage);
 361
 362         if (PageDirty(page)) {
 363                 clear_page_dirty_for_io(page);
 364                 /*
 365                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
 366                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
 367                  * but we can't use set_page_dirty because that function
 368                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
 369                  * Wheras only part of our page may be dirty.
 370                  */
 371                 __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
 372         }
 373
 374         mlock_migrate_page(newpage, page);
 375
 376 #ifdef CONFIG_SWAP
 377         ClearPageSwapCache(page);
 378 #endif
 379         ClearPagePrivate(page);
 380         set_page_private(page, 0);
 381         /* page->mapping contains a flag for PageAnon() */
 382         anon = PageAnon(page);
 383         page->mapping = NULL;
 384
 385         if (!anon) /* This page was removed from radix-tree. */
 386                 mem_cgroup_uncharge_cache_page(page);
 387
 388         /*
 389          * If any waiters have accumulated on the new page then
 390          * wake them up.
 391          */
 392         if (PageWriteback(newpage))
 393                 end_page_writeback(newpage);
 394 }
 395
 396 /************************************************************
 397  *                    Migration functions
 398  ***********************************************************/
 399
 400 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
 401 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
 402                         struct page *newpage, struct page *page)
 403 {
 404         return -EIO;
 405 }
 406 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
 407
 408 /*
 409  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
 410  * pages that do not use PagePrivate.
 411  *
 412  * Pages are locked upon entry and exit.
 413  */
 414 int migrate_page(struct address_space *mapping,
 415                 struct page *newpage, struct page *page)
 416 {
 417         int rc;
 418
 419         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
 420
 421         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
 422
 423         if (rc)
 424                 return rc;
 425
 426         migrate_page_copy(newpage, page);
 427         return 0;
 428 }
 429 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
 430
 431 #ifdef CONFIG_BLOCK
 432 /*
 433  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
 434  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
 435  * exist.
 436  */
 437 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
 438                 struct page *newpage, struct page *page)
 439 {
 440         struct buffer_head *bh, *head;
 441         int rc;
 442
 443         if (!page_has_buffers(page))
 444                 return migrate_page(mapping, newpage, page);
 445
 446         head = page_buffers(page);
 447
 448         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
 449
 450         if (rc)
 451                 return rc;
 452
 453         bh = head;
 454         do {
 455                 get_bh(bh);
 456                 lock_buffer(bh);
 457                 bh = bh->b_this_page;
 458
 459         } while (bh != head);
 460
 461         ClearPagePrivate(page);
 462         set_page_private(newpage, page_private(page));
 463         set_page_private(page, 0);
 464         put_page(page);
 465         get_page(newpage);
 466
 467         bh = head;
 468         do {
 469                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
 470                 bh = bh->b_this_page;
 471
 472         } while (bh != head);
 473
 474         SetPagePrivate(newpage);
 475
 476         migrate_page_copy(newpage, page);
 477
 478         bh = head;
 479         do {
 480                 unlock_buffer(bh);
 481                 put_bh(bh);
 482                 bh = bh->b_this_page;
 483
 484         } while (bh != head);
 485
 486         return 0;
 487 }
 488 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
 489 #endif
 490
 491 /*
 492  * Writeback a page to clean the dirty state
 493  */
 494 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
 495 {
 496         struct writeback_control wbc = {
 497                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
 498                 .nr_to_write = 1,
 499                 .range_start = 0,
 500                 .range_end = LLONG_MAX,
 501                 .nonblocking = 1,
 502                 .for_reclaim = 1
 503         };
 504         int rc;
 505
 506         if (!mapping->a_ops->writepage)
 507                 /* No write method for the address space */
 508                 return -EINVAL;
 509
 510         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
 511                 /* Someone else already triggered a write */
 512                 return -EAGAIN;
 513
 514         /*
 515          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
 516          * the page on some queue. So the page must be clean for
 517          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
 518          * page state is no longer what we checked for earlier.
 519          * At this point we know that the migration attempt cannot
 520          * be successful.
 521          */
 522         remove_migration_ptes(page, page);
 523
 524         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
 525
 526         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
 527                 /* unlocked. Relock */
 528                 lock_page(page);
 529
 530         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
 531 }
 532
 533 /*
 534  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
 535  */
 536 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
 537         struct page *newpage, struct page *page)
 538 {
 539         if (PageDirty(page))
 540                 return writeout(mapping, page);
 541
 542         /*
 543          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
 544          * We must have no buffers or drop them.
 545          */
 546         if (PagePrivate(page) &&
 547             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
 548                 return -EAGAIN;
 549
 550         return migrate_page(mapping, newpage, page);
 551 }
 552
 553 /*
 554  * Move a page to a newly allocated page
 555  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
 556  *
 557  * The new page will have replaced the old page if this function
 558  * is successful.
 559  *
 560  * Return value:
 561  *   < 0 - error code
 562  *  == 0 - success
 563  */
 564 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page)
 565 {
 566         struct address_space *mapping;
 567         int rc;
 568
 569         /*
 570          * Block others from accessing the page when we get around to
 571          * establishing additional references. We are the only one
 572          * holding a reference to the new page at this point.
 573          */
 574         if (!trylock_page(newpage))
 575                 BUG();
 576
 577         /* Prepare mapping for the new page.*/
 578         newpage->index = page->index;
 579         newpage->mapping = page->mapping;
 580         if (PageSwapBacked(page))
 581                 SetPageSwapBacked(newpage);
 582
 583         mapping = page_mapping(page);
 584         if (!mapping)
 585                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page);
 586         else if (mapping->a_ops->migratepage)
 587                 /*
 588                  * Most pages have a mapping and most filesystems
 589                  * should provide a migration function. Anonymous
 590                  * pages are part of swap space which also has its
 591                  * own migration function. This is the most common
 592                  * path for page migration.
 593                  */
 594                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
 595                                                 newpage, page);
 596         else
 597                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page);
 598
 599         if (!rc) {
 600                 remove_migration_ptes(page, newpage);
 601         } else
 602                 newpage->mapping = NULL;
 603
 604         unlock_page(newpage);
 605
 606         return rc;
 607 }
 608
 609 /*
 610  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
 611  * to the newly allocated page in newpage.
 612  */
 613 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
 614                         struct page *page, int force)
 615 {
 616         int rc = 0;
 617         int *result = NULL;
 618         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
 619         int rcu_locked = 0;
 620         int charge = 0;
 621
 622         if (!newpage)
 623                 return -ENOMEM;
 624
 625         if (page_count(page) == 1) {
 626                 /* page was freed from under us. So we are done. */
 627                 goto move_newpage;
 628         }
 629
 630         charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage);
 631         if (charge == -ENOMEM) {
 632                 rc = -ENOMEM;
 633                 goto move_newpage;
 634         }
 635         /* prepare cgroup just returns 0 or -ENOMEM */
 636         BUG_ON(charge);
 637
 638         rc = -EAGAIN;
 639         if (!trylock_page(page)) {
 640                 if (!force)
 641                         goto move_newpage;
 642                 lock_page(page);
 643         }
 644
 645         if (PageWriteback(page)) {
 646                 if (!force)
 647                         goto unlock;
 648                 wait_on_page_writeback(page);
 649         }
 650         /*
 651          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
 652          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
 653          * This rcu_read_lock() delays freeing anon_vma pointer until the end
 654          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
 655          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
 656          * just care Anon page here.
 657          */
 658         if (PageAnon(page)) {
 659                 rcu_read_lock();
 660                 rcu_locked = 1;
 661         }
 662
 663         /*
 664          * Corner case handling:
 665          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
 666          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
 667          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
 668          * trigger a BUG.  So handle it here.
 669          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
 670          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
 671          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
 672          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
 673          * free the metadata, so the page can be freed.
 674          */
 675         if (!page->mapping) {
 676                 if (!PageAnon(page) && PagePrivate(page)) {
 677                         /*
 678                          * Go direct to try_to_free_buffers() here because
 679                          * a) that's what try_to_release_page() would do anyway
 680                          * b) we may be under rcu_read_lock() here, so we can't
 681                          *    use GFP_KERNEL which is what try_to_release_page()
 682                          *    needs to be effective.
 683                          */
 684                         try_to_free_buffers(page);
 685                 }
 686                 goto rcu_unlock;
 687         }
 688
 689         /* Establish migration ptes or remove ptes */
 690         try_to_unmap(page, 1);
 691
 692         if (!page_mapped(page))
 693                 rc = move_to_new_page(newpage, page);
 694
 695         if (rc)
 696                 remove_migration_ptes(page, page);
 697 rcu_unlock:
 698         if (rcu_locked)
 699                 rcu_read_unlock();
 700
 701 unlock:
 702         unlock_page(page);
 703
 704         if (rc != -EAGAIN) {
 705                 /*
 706                  * A page that has been migrated has all references
 707                  * removed and will be freed. A page that has not been
 708                  * migrated will have kepts its references and be
 709                  * restored.
 710                  */
 711                 list_del(&page->lru);
 712                 putback_lru_page(page);
 713         }
 714
 715 move_newpage:
 716         if (!charge)
 717                 mem_cgroup_end_migration(newpage);
 718
 719         /*
 720          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
 721          * then this will free the page.
 722          */
 723         putback_lru_page(newpage);
 724
 725         if (result) {
 726                 if (rc)
 727                         *result = rc;
 728                 else
 729                         *result = page_to_nid(newpage);
 730         }
 731         return rc;
 732 }
 733
 734 /*
 735  * migrate_pages
 736  *
 737  * The function takes one list of pages to migrate and a function
 738  * that determines from the page to be migrated and the private data
 739  * the target of the move and allocates the page.
 740  *
 741  * The function returns after 10 attempts or if no pages
 742  * are movable anymore because to has become empty
 743  * or no retryable pages exist anymore. All pages will be
 744  * returned to the LRU or freed.
 745  *
 746  * Return: Number of pages not migrated or error code.
 747  */
 748 int migrate_pages(struct list_head *from,
 749                 new_page_t get_new_page, unsigned long private)
 750 {
 751         int retry = 1;
 752         int nr_failed = 0;
 753         int pass = 0;
 754         struct page *page;
 755         struct page *page2;
 756         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
 757         int rc;
 758
 759         if (!swapwrite)
 760                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
 761
 762         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
 763                 retry = 0;
 764
 765                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
 766                         cond_resched();
 767
 768                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
 769                                                 page, pass > 2);
 770
 771                         switch(rc) {
 772                         case -ENOMEM:
 773                                 goto out;
 774                         case -EAGAIN:
 775                                 retry++;
 776                                 break;
 777                         case 0:
 778                                 break;
 779                         default:
 780                                 /* Permanent failure */
 781                                 nr_failed++;
 782                                 break;
 783                         }
 784                 }
 785         }
 786         rc = 0;
 787 out:
 788         if (!swapwrite)
 789                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
 790
 791         putback_lru_pages(from);
 792
 793         if (rc)
 794                 return rc;
 795
 796         return nr_failed + retry;
 797 }
 798
 799 #ifdef CONFIG_NUMA
 800 /*
 801  * Move a list of individual pages
 802  */
 803 struct page_to_node {
 804         unsigned long addr;
 805         struct page *page;
 806         int node;
 807         int status;
 808 };
 809
 810 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
 811                 int **result)
 812 {
 813         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
 814
 815         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
 816                 pm++;
 817
 818         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
 819                 return NULL;
 820
 821         *result = &pm->status;
 822
 823         return alloc_pages_node(pm->node,
 824                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
 825 }
 826
 827 /*
 828  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
 829  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
 830  * and the node number must contain a valid target node.
 831  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
 832  */
 833 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
 834                                       struct page_to_node *pm,
 835                                       int migrate_all)
 836 {
 837         int err;
 838         struct page_to_node *pp;
 839         LIST_HEAD(pagelist);
 840
 841         migrate_prep();
 842         down_read(&mm->mmap_sem);
 843
 844         /*
 845          * Build a list of pages to migrate
 846          */
 847         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
 848                 struct vm_area_struct *vma;
 849                 struct page *page;
 850
 851                 /*
 852                  * A valid page pointer that will not match any of the
 853                  * pages that will be moved.
 854                  */
 855                 pp->page = ZERO_PAGE(0);
 856
 857                 err = -EFAULT;
 858                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
 859                 if (!vma || !vma_migratable(vma))
 860                         goto set_status;
 861
 862                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET);
 863
 864                 err = PTR_ERR(page);
 865                 if (IS_ERR(page))
 866                         goto set_status;
 867
 868                 err = -ENOENT;
 869                 if (!page)
 870                         goto set_status;
 871
 872                 if (PageReserved(page))         /* Check for zero page */
 873                         goto put_and_set;
 874
 875                 pp->page = page;
 876                 err = page_to_nid(page);
 877
 878                 if (err == pp->node)
 879                         /*
 880                          * Node already in the right place
 881                          */
 882                         goto put_and_set;
 883
 884                 err = -EACCES;
 885                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
 886                                 !migrate_all)
 887                         goto put_and_set;
 888
 889                 err = isolate_lru_page(page);
 890                 if (!err)
 891                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
 892 put_and_set:
 893                 /*
 894                  * Either remove the duplicate refcount from
 895                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
 896                  * not isolated.
 897                  */
 898                 put_page(page);
 899 set_status:
 900                 pp->status = err;
 901         }
 902
 903         err = 0;
 904         if (!list_empty(&pagelist))
 905                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
 906                                 (unsigned long)pm);
 907
 908         up_read(&mm->mmap_sem);
 909         return err;
 910 }
 911
 912 /*
 913  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
 914  * the corresponding array of status.
 915  */
 916 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, struct task_struct *task,
 917                          unsigned long nr_pages,
 918                          const void __user * __user *pages,
 919                          const int __user *nodes,
 920                          int __user *status, int flags)
 921 {
 922         struct page_to_node *pm = NULL;
 923         nodemask_t task_nodes;
 924         int err = 0;
 925         int i;
 926
 927         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
 928
 929         /* Limit nr_pages so that the multiplication may not overflow */
 930         if (nr_pages >= ULONG_MAX / sizeof(struct page_to_node) - 1) {
 931                 err = -E2BIG;
 932                 goto out;
 933         }
 934
 935         pm = vmalloc((nr_pages + 1) * sizeof(struct page_to_node));
 936         if (!pm) {
 937                 err = -ENOMEM;
 938                 goto out;
 939         }
 940
 941         /*
 942          * Get parameters from user space and initialize the pm
 943          * array. Return various errors if the user did something wrong.
 944          */
 945         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 946                 const void __user *p;
 947
 948                 err = -EFAULT;
 949                 if (get_user(p, pages + i))
 950                         goto out_pm;
 951
 952                 pm[i].addr = (unsigned long)p;
 953                 if (nodes) {
 954                         int node;
 955
 956                         if (get_user(node, nodes + i))
 957                                 goto out_pm;
 958
 959                         err = -ENODEV;
 960                         if (!node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
 961                                 goto out_pm;
 962
 963                         err = -EACCES;
 964                         if (!node_isset(node, task_nodes))
 965                                 goto out_pm;
 966
 967                         pm[i].node = node;
 968                 } else
 969                         pm[i].node = 0; /* anything to not match MAX_NUMNODES */
 970         }
 971         /* End marker */
 972         pm[nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
 973
 974         err = do_move_page_to_node_array(mm, pm, flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
 975         if (err >= 0)
 976                 /* Return status information */
 977                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
 978                         if (put_user(pm[i].status, status + i))
 979                                 err = -EFAULT;
 980
 981 out_pm:
 982         vfree(pm);
 983 out:
 984         return err;
 985 }
 986
 987 /*
 988  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
 989  */
 990 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
 991                                 const void __user **pages, int *status)
 992 {
 993         unsigned long i;
 994
 995         down_read(&mm->mmap_sem);
 996
 997         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 998                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
 999                 struct vm_area_struct *vma;
1000                 struct page *page;
1001                 int err;
1002
1003                 vma = find_vma(mm, addr);
1004                 if (!vma)
1005                         goto set_status;
1006
1007                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1008
1009                 err = PTR_ERR(page);
1010                 if (IS_ERR(page))
1011                         goto set_status;
1012
1013                 err = -ENOENT;
1014                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1015                 if (!page || PageReserved(page))
1016                         goto set_status;
1017
1018                 err = page_to_nid(page);
1019 set_status:
1020                 *status = err;
1021
1022                 pages++;
1023                 status++;
1024         }
1025
1026         up_read(&mm->mmap_sem);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1031  * a user array of status.
1032  */
1033 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1034                          const void __user * __user *pages,
1035                          int __user *status)
1036 {
1037 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1038         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1039         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1040         unsigned long i, chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1041         int err;
1042
1043         for (i = 0; i < nr_pages; i += chunk_nr) {
1044                 if (chunk_nr + i > nr_pages)
1045                         chunk_nr = nr_pages - i;
1046
1047                 err = copy_from_user(chunk_pages, &pages[i],
1048                                      chunk_nr * sizeof(*chunk_pages));
1049                 if (err) {
1050                         err = -EFAULT;
1051                         goto out;
1052                 }
1053
1054                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1055
1056                 err = copy_to_user(&status[i], chunk_status,
1057                                    chunk_nr * sizeof(*chunk_status));
1058                 if (err) {
1059                         err = -EFAULT;
1060                         goto out;
1061                 }
1062         }
1063         err = 0;
1064
1065 out:
1066         return err;
1067 }
1068
1069 /*
1070  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1071  * process.
1072  */
1073 asmlinkage long sys_move_pages(pid_t pid, unsigned long nr_pages,
1074                         const void __user * __user *pages,
1075                         const int __user *nodes,
1076                         int __user *status, int flags)
1077 {
1078         struct task_struct *task;
1079         struct mm_struct *mm;
1080         int err;
1081
1082         /* Check flags */
1083         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1084                 return -EINVAL;
1085
1086         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1087                 return -EPERM;
1088
1089         /* Find the mm_struct */
1090         read_lock(&tasklist_lock);
1091         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1092         if (!task) {
1093                 read_unlock(&tasklist_lock);
1094                 return -ESRCH;
1095         }
1096         mm = get_task_mm(task);
1097         read_unlock(&tasklist_lock);
1098
1099         if (!mm)
1100                 return -EINVAL;
1101
1102         /*
1103          * Check if this process has the right to modify the specified
1104          * process. The right exists if the process has administrative
1105          * capabilities, superuser privileges or the same
1106          * userid as the target process.
1107          */
1108         if ((current->euid != task->suid) && (current->euid != task->uid) &&
1109             (current->uid != task->suid) && (current->uid != task->uid) &&
1110             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1111                 err = -EPERM;
1112                 goto out;
1113         }
1114
1115         err = security_task_movememory(task);
1116         if (err)
1117                 goto out;
1118
1119         if (nodes) {
1120                 err = do_pages_move(mm, task, nr_pages, pages, nodes, status,
1121                                     flags);
1122         } else {
1123                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1124         }
1125
1126 out:
1127         mmput(mm);
1128         return err;
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1133  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1134  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1135  */
1136 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1137         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1138 {
1139         struct vm_area_struct *vma;
1140         int err = 0;
1141
1142         for(vma = mm->mmap; vma->vm_next && !err; vma = vma->vm_next) {
1143                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1144                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1145                         if (err)
1146                                 break;
1147                 }
1148         }
1149         return err;
1150 }
1151 #endif