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/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/gfp.h>
  36
  37 #include "internal.h"
  38
  39 #define lru_to_page(_head) (list_entry((_head)->prev, struct page, lru))
  40
  41 /*
  42  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
  43  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
  44  * undesirable, use migrate_prep_local()
  45  */
  46 int migrate_prep(void)
  47 {
  48         /*
  49          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
  50          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
  51          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
  52          * pages that may be busy.
  53          */
  54         lru_add_drain_all();
  55
  56         return 0;
  57 }
  58
  59 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
  60 int migrate_prep_local(void)
  61 {
  62         lru_add_drain();
  63
  64         return 0;
  65 }
  66
  67 /*
  68  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
  69  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
  70  */
  71 void putback_lru_pages(struct list_head *l)
  72 {
  73         struct page *page;
  74         struct page *page2;
  75
  76         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
  77                 list_del(&page->lru);
  78                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
  79                                 page_is_file_cache(page));
  80                 putback_lru_page(page);
  81         }
  82 }
  83
  84 /*
  85  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
  86  */
  87 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
  88                                  unsigned long addr, void *old)
  89 {
  90         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  91         swp_entry_t entry;
  92         pgd_t *pgd;
  93         pud_t *pud;
  94         pmd_t *pmd;
  95         pte_t *ptep, pte;
  96         spinlock_t *ptl;
  97
  98         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  99         if (!pgd_present(*pgd))
 100                 goto out;
 101
 102         pud = pud_offset(pgd, addr);
 103         if (!pud_present(*pud))
 104                 goto out;
 105
 106         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 107         if (!pmd_present(*pmd))
 108                 goto out;
 109
 110         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 111
 112         if (!is_swap_pte(*ptep)) {
 113                 pte_unmap(ptep);
 114                 goto out;
 115         }
 116
 117         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 118         spin_lock(ptl);
 119         pte = *ptep;
 120         if (!is_swap_pte(pte))
 121                 goto unlock;
 122
 123         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 124
 125         if (!is_migration_entry(entry) ||
 126             migration_entry_to_page(entry) != old)
 127                 goto unlock;
 128
 129         get_page(new);
 130         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
 131         if (is_write_migration_entry(entry))
 132                 pte = pte_mkwrite(pte);
 133         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
 134         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
 135
 136         if (PageAnon(new))
 137                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
 138         else
 139                 page_add_file_rmap(new);
 140
 141         /* No need to invalidate - it was non-present before */
 142         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
 143 unlock:
 144         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 145 out:
 146         return SWAP_AGAIN;
 147 }
 148
 149 /*
 150  * Get rid of all migration entries and replace them by
 151  * references to the indicated page.
 152  */
 153 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 154 {
 155         rmap_walk(new, remove_migration_pte, old);
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Something used the pte of a page under migration. We need to
 160  * get to the page and wait until migration is finished.
 161  * When we return from this function the fault will be retried.
 162  *
 163  * This function is called from do_swap_page().
 164  */
 165 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
 166                                 unsigned long address)
 167 {
 168         pte_t *ptep, pte;
 169         spinlock_t *ptl;
 170         swp_entry_t entry;
 171         struct page *page;
 172
 173         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 174         pte = *ptep;
 175         if (!is_swap_pte(pte))
 176                 goto out;
 177
 178         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 179         if (!is_migration_entry(entry))
 180                 goto out;
 181
 182         page = migration_entry_to_page(entry);
 183
 184         /*
 185          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
 186          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
 187          * against a page without get_page().
 188          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
 189          * will occur again.
 190          */
 191         if (!get_page_unless_zero(page))
 192                 goto out;
 193         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 194         wait_on_page_locked(page);
 195         put_page(page);
 196         return;
 197 out:
 198         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 199 }
 200
 201 /*
 202  * Replace the page in the mapping.
 203  *
 204  * The number of remaining references must be:
 205  * 1 for anonymous pages without a mapping
 206  * 2 for pages with a mapping
 207  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
 208  */
 209 static int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 210                 struct page *newpage, struct page *page)
 211 {
 212         int expected_count;
 213         void **pslot;
 214
 215         if (!mapping) {
 216                 /* Anonymous page without mapping */
 217                 if (page_count(page) != 1)
 218                         return -EAGAIN;
 219                 return 0;
 220         }
 221
 222         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 223
 224         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 225                                         page_index(page));
 226
 227         expected_count = 2 + page_has_private(page);
 228         if (page_count(page) != expected_count ||
 229                         (struct page *)radix_tree_deref_slot(pslot) != page) {
 230                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 231                 return -EAGAIN;
 232         }
 233
 234         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 235                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 236                 return -EAGAIN;
 237         }
 238
 239         /*
 240          * Now we know that no one else is looking at the page.
 241          */
 242         get_page(newpage);      /* add cache reference */
 243         if (PageSwapCache(page)) {
 244                 SetPageSwapCache(newpage);
 245                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 246         }
 247
 248         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 249
 250         page_unfreeze_refs(page, expected_count);
 251         /*
 252          * Drop cache reference from old page.
 253          * We know this isn't the last reference.
 254          */
 255         __put_page(page);
 256
 257         /*
 258          * If moved to a different zone then also account
 259          * the page for that zone. Other VM counters will be
 260          * taken care of when we establish references to the
 261          * new page and drop references to the old page.
 262          *
 263          * Note that anonymous pages are accounted for
 264          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
 265          * are mapped to swap space.
 266          */
 267         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
 268         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
 269         if (PageSwapBacked(page)) {
 270                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
 271                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
 272         }
 273         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 274
 275         return 0;
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Copy the page to its new location
 280  */
 281 static void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
 282 {
 283         copy_highpage(newpage, page);
 284
 285         if (PageError(page))
 286                 SetPageError(newpage);
 287         if (PageReferenced(page))
 288                 SetPageReferenced(newpage);
 289         if (PageUptodate(page))
 290                 SetPageUptodate(newpage);
 291         if (TestClearPageActive(page)) {
 292                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
 293                 SetPageActive(newpage);
 294         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
 295                 SetPageUnevictable(newpage);
 296         if (PageChecked(page))
 297                 SetPageChecked(newpage);
 298         if (PageMappedToDisk(page))
 299                 SetPageMappedToDisk(newpage);
 300
 301         if (PageDirty(page)) {
 302                 clear_page_dirty_for_io(page);
 303                 /*
 304                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
 305                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
 306                  * but we can't use set_page_dirty because that function
 307                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
 308                  * Wheras only part of our page may be dirty.
 309                  */
 310                 __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
 311         }
 312
 313         mlock_migrate_page(newpage, page);
 314         ksm_migrate_page(newpage, page);
 315
 316         ClearPageSwapCache(page);
 317         ClearPagePrivate(page);
 318         set_page_private(page, 0);
 319         page->mapping = NULL;
 320
 321         /*
 322          * If any waiters have accumulated on the new page then
 323          * wake them up.
 324          */
 325         if (PageWriteback(newpage))
 326                 end_page_writeback(newpage);
 327 }
 328
 329 /************************************************************
 330  *                    Migration functions
 331  ***********************************************************/
 332
 333 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
 334 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
 335                         struct page *newpage, struct page *page)
 336 {
 337         return -EIO;
 338 }
 339 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
 340
 341 /*
 342  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
 343  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
 344  *
 345  * Pages are locked upon entry and exit.
 346  */
 347 int migrate_page(struct address_space *mapping,
 348                 struct page *newpage, struct page *page)
 349 {
 350         int rc;
 351
 352         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
 353
 354         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
 355
 356         if (rc)
 357                 return rc;
 358
 359         migrate_page_copy(newpage, page);
 360         return 0;
 361 }
 362 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
 363
 364 #ifdef CONFIG_BLOCK
 365 /*
 366  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
 367  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
 368  * exist.
 369  */
 370 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
 371                 struct page *newpage, struct page *page)
 372 {
 373         struct buffer_head *bh, *head;
 374         int rc;
 375
 376         if (!page_has_buffers(page))
 377                 return migrate_page(mapping, newpage, page);
 378
 379         head = page_buffers(page);
 380
 381         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
 382
 383         if (rc)
 384                 return rc;
 385
 386         bh = head;
 387         do {
 388                 get_bh(bh);
 389                 lock_buffer(bh);
 390                 bh = bh->b_this_page;
 391
 392         } while (bh != head);
 393
 394         ClearPagePrivate(page);
 395         set_page_private(newpage, page_private(page));
 396         set_page_private(page, 0);
 397         put_page(page);
 398         get_page(newpage);
 399
 400         bh = head;
 401         do {
 402                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
 403                 bh = bh->b_this_page;
 404
 405         } while (bh != head);
 406
 407         SetPagePrivate(newpage);
 408
 409         migrate_page_copy(newpage, page);
 410
 411         bh = head;
 412         do {
 413                 unlock_buffer(bh);
 414                 put_bh(bh);
 415                 bh = bh->b_this_page;
 416
 417         } while (bh != head);
 418
 419         return 0;
 420 }
 421 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
 422 #endif
 423
 424 /*
 425  * Writeback a page to clean the dirty state
 426  */
 427 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
 428 {
 429         struct writeback_control wbc = {
 430                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
 431                 .nr_to_write = 1,
 432                 .range_start = 0,
 433                 .range_end = LLONG_MAX,
 434                 .nonblocking = 1,
 435                 .for_reclaim = 1
 436         };
 437         int rc;
 438
 439         if (!mapping->a_ops->writepage)
 440                 /* No write method for the address space */
 441                 return -EINVAL;
 442
 443         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
 444                 /* Someone else already triggered a write */
 445                 return -EAGAIN;
 446
 447         /*
 448          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
 449          * the page on some queue. So the page must be clean for
 450          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
 451          * page state is no longer what we checked for earlier.
 452          * At this point we know that the migration attempt cannot
 453          * be successful.
 454          */
 455         remove_migration_ptes(page, page);
 456
 457         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
 458
 459         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
 460                 /* unlocked. Relock */
 461                 lock_page(page);
 462
 463         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
 464 }
 465
 466 /*
 467  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
 468  */
 469 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
 470         struct page *newpage, struct page *page)
 471 {
 472         if (PageDirty(page))
 473                 return writeout(mapping, page);
 474
 475         /*
 476          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
 477          * We must have no buffers or drop them.
 478          */
 479         if (page_has_private(page) &&
 480             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
 481                 return -EAGAIN;
 482
 483         return migrate_page(mapping, newpage, page);
 484 }
 485
 486 /*
 487  * Move a page to a newly allocated page
 488  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
 489  *
 490  * The new page will have replaced the old page if this function
 491  * is successful.
 492  *
 493  * Return value:
 494  *   < 0 - error code
 495  *  == 0 - success
 496  */
 497 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
 498                                                 int remap_swapcache)
 499 {
 500         struct address_space *mapping;
 501         int rc;
 502
 503         /*
 504          * Block others from accessing the page when we get around to
 505          * establishing additional references. We are the only one
 506          * holding a reference to the new page at this point.
 507          */
 508         if (!trylock_page(newpage))
 509                 BUG();
 510
 511         /* Prepare mapping for the new page.*/
 512         newpage->index = page->index;
 513         newpage->mapping = page->mapping;
 514         if (PageSwapBacked(page))
 515                 SetPageSwapBacked(newpage);
 516
 517         mapping = page_mapping(page);
 518         if (!mapping)
 519                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page);
 520         else if (mapping->a_ops->migratepage)
 521                 /*
 522                  * Most pages have a mapping and most filesystems
 523                  * should provide a migration function. Anonymous
 524                  * pages are part of swap space which also has its
 525                  * own migration function. This is the most common
 526                  * path for page migration.
 527                  */
 528                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
 529                                                 newpage, page);
 530         else
 531                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page);
 532
 533         if (rc) {
 534                 newpage->mapping = NULL;
 535         } else {
 536                 if (remap_swapcache)
 537                         remove_migration_ptes(page, newpage);
 538         }
 539
 540         unlock_page(newpage);
 541
 542         return rc;
 543 }
 544
 545 /*
 546  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
 547  * to the newly allocated page in newpage.
 548  */
 549 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
 550                         struct page *page, int force, int offlining)
 551 {
 552         int rc = 0;
 553         int *result = NULL;
 554         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
 555         int remap_swapcache = 1;
 556         int rcu_locked = 0;
 557         int charge = 0;
 558         struct mem_cgroup *mem = NULL;
 559         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
 560
 561         if (!newpage)
 562                 return -ENOMEM;
 563
 564         if (page_count(page) == 1) {
 565                 /* page was freed from under us. So we are done. */
 566                 goto move_newpage;
 567         }
 568
 569         /* prepare cgroup just returns 0 or -ENOMEM */
 570         rc = -EAGAIN;
 571
 572         if (!trylock_page(page)) {
 573                 if (!force)
 574                         goto move_newpage;
 575                 lock_page(page);
 576         }
 577
 578         /*
 579          * Only memory hotplug's offline_pages() caller has locked out KSM,
 580          * and can safely migrate a KSM page.  The other cases have skipped
 581          * PageKsm along with PageReserved - but it is only now when we have
 582          * the page lock that we can be certain it will not go KSM beneath us
 583          * (KSM will not upgrade a page from PageAnon to PageKsm when it sees
 584          * its pagecount raised, but only here do we take the page lock which
 585          * serializes that).
 586          */
 587         if (PageKsm(page) && !offlining) {
 588                 rc = -EBUSY;
 589                 goto unlock;
 590         }
 591
 592         /* charge against new page */
 593         charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage, &mem);
 594         if (charge == -ENOMEM) {
 595                 rc = -ENOMEM;
 596                 goto unlock;
 597         }
 598         BUG_ON(charge);
 599
 600         if (PageWriteback(page)) {
 601                 if (!force)
 602                         goto uncharge;
 603                 wait_on_page_writeback(page);
 604         }
 605         /*
 606          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
 607          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
 608          * This rcu_read_lock() delays freeing anon_vma pointer until the end
 609          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
 610          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
 611          * just care Anon page here.
 612          */
 613         if (PageAnon(page)) {
 614                 rcu_read_lock();
 615                 rcu_locked = 1;
 616
 617                 /* Determine how to safely use anon_vma */
 618                 if (!page_mapped(page)) {
 619                         if (!PageSwapCache(page))
 620                                 goto rcu_unlock;
 621
 622                         /*
 623                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
 624                          * swapcache page is safe to use because we don't
 625                          * know in advance if the VMA that this page belonged
 626                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
 627                          * data have been freed, then the anon_vma could
 628                          * already be invalid.
 629                          *
 630                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
 631                          * migrated but are not remapped when migration
 632                          * completes
 633                          */
 634                         remap_swapcache = 0;
 635                 } else {
 636                         /*
 637                          * Take a reference count on the anon_vma if the
 638                          * page is mapped so that it is guaranteed to
 639                          * exist when the page is remapped later
 640                          */
 641                         anon_vma = page_anon_vma(page);
 642                         atomic_inc(&anon_vma->external_refcount);
 643                 }
 644         }
 645
 646         /*
 647          * Corner case handling:
 648          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
 649          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
 650          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
 651          * trigger a BUG.  So handle it here.
 652          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
 653          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
 654          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
 655          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
 656          * free the metadata, so the page can be freed.
 657          */
 658         if (!page->mapping) {
 659                 if (!PageAnon(page) && page_has_private(page)) {
 660                         /*
 661                          * Go direct to try_to_free_buffers() here because
 662                          * a) that's what try_to_release_page() would do anyway
 663                          * b) we may be under rcu_read_lock() here, so we can't
 664                          *    use GFP_KERNEL which is what try_to_release_page()
 665                          *    needs to be effective.
 666                          */
 667                         try_to_free_buffers(page);
 668                         goto rcu_unlock;
 669                 }
 670                 goto skip_unmap;
 671         }
 672
 673         /* Establish migration ptes or remove ptes */
 674         try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
 675
 676 skip_unmap:
 677         if (!page_mapped(page))
 678                 rc = move_to_new_page(newpage, page, remap_swapcache);
 679
 680         if (rc && remap_swapcache)
 681                 remove_migration_ptes(page, page);
 682 rcu_unlock:
 683
 684         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
 685         if (anon_vma && atomic_dec_and_lock(&anon_vma->external_refcount, &anon_vma->lock)) {
 686                 int empty = list_empty(&anon_vma->head);
 687                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
 688                 if (empty)
 689                         anon_vma_free(anon_vma);
 690         }
 691
 692         if (rcu_locked)
 693                 rcu_read_unlock();
 694 uncharge:
 695         if (!charge)
 696                 mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage);
 697 unlock:
 698         unlock_page(page);
 699
 700         if (rc != -EAGAIN) {
 701                 /*
 702                  * A page that has been migrated has all references
 703                  * removed and will be freed. A page that has not been
 704                  * migrated will have kepts its references and be
 705                  * restored.
 706                  */
 707                 list_del(&page->lru);
 708                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 709                                 page_is_file_cache(page));
 710                 putback_lru_page(page);
 711         }
 712
 713 move_newpage:
 714
 715         /*
 716          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
 717          * then this will free the page.
 718          */
 719         putback_lru_page(newpage);
 720
 721         if (result) {
 722                 if (rc)
 723                         *result = rc;
 724                 else
 725                         *result = page_to_nid(newpage);
 726         }
 727         return rc;
 728 }
 729
 730 /*
 731  * migrate_pages
 732  *
 733  * The function takes one list of pages to migrate and a function
 734  * that determines from the page to be migrated and the private data
 735  * the target of the move and allocates the page.
 736  *
 737  * The function returns after 10 attempts or if no pages
 738  * are movable anymore because to has become empty
 739  * or no retryable pages exist anymore. All pages will be
 740  * returned to the LRU or freed.
 741  *
 742  * Return: Number of pages not migrated or error code.
 743  */
 744 int migrate_pages(struct list_head *from,
 745                 new_page_t get_new_page, unsigned long private, int offlining)
 746 {
 747         int retry = 1;
 748         int nr_failed = 0;
 749         int pass = 0;
 750         struct page *page;
 751         struct page *page2;
 752         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
 753         int rc;
 754
 755         if (!swapwrite)
 756                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
 757
 758         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
 759                 retry = 0;
 760
 761                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
 762                         cond_resched();
 763
 764                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
 765                                                 page, pass > 2, offlining);
 766
 767                         switch(rc) {
 768                         case -ENOMEM:
 769                                 goto out;
 770                         case -EAGAIN:
 771                                 retry++;
 772                                 break;
 773                         case 0:
 774                                 break;
 775                         default:
 776                                 /* Permanent failure */
 777                                 nr_failed++;
 778                                 break;
 779                         }
 780                 }
 781         }
 782         rc = 0;
 783 out:
 784         if (!swapwrite)
 785                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
 786
 787         putback_lru_pages(from);
 788
 789         if (rc)
 790                 return rc;
 791
 792         return nr_failed + retry;
 793 }
 794
 795 #ifdef CONFIG_NUMA
 796 /*
 797  * Move a list of individual pages
 798  */
 799 struct page_to_node {
 800         unsigned long addr;
 801         struct page *page;
 802         int node;
 803         int status;
 804 };
 805
 806 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
 807                 int **result)
 808 {
 809         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
 810
 811         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
 812                 pm++;
 813
 814         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
 815                 return NULL;
 816
 817         *result = &pm->status;
 818
 819         return alloc_pages_exact_node(pm->node,
 820                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
 821 }
 822
 823 /*
 824  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
 825  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
 826  * and the node number must contain a valid target node.
 827  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
 828  */
 829 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
 830                                       struct page_to_node *pm,
 831                                       int migrate_all)
 832 {
 833         int err;
 834         struct page_to_node *pp;
 835         LIST_HEAD(pagelist);
 836
 837         down_read(&mm->mmap_sem);
 838
 839         /*
 840          * Build a list of pages to migrate
 841          */
 842         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
 843                 struct vm_area_struct *vma;
 844                 struct page *page;
 845
 846                 err = -EFAULT;
 847                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
 848                 if (!vma || !vma_migratable(vma))
 849                         goto set_status;
 850
 851                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET);
 852
 853                 err = PTR_ERR(page);
 854                 if (IS_ERR(page))
 855                         goto set_status;
 856
 857                 err = -ENOENT;
 858                 if (!page)
 859                         goto set_status;
 860
 861                 /* Use PageReserved to check for zero page */
 862                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
 863                         goto put_and_set;
 864
 865                 pp->page = page;
 866                 err = page_to_nid(page);
 867
 868                 if (err == pp->node)
 869                         /*
 870                          * Node already in the right place
 871                          */
 872                         goto put_and_set;
 873
 874                 err = -EACCES;
 875                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
 876                                 !migrate_all)
 877                         goto put_and_set;
 878
 879                 err = isolate_lru_page(page);
 880                 if (!err) {
 881                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
 882                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 883                                             page_is_file_cache(page));
 884                 }
 885 put_and_set:
 886                 /*
 887                  * Either remove the duplicate refcount from
 888                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
 889                  * not isolated.
 890                  */
 891                 put_page(page);
 892 set_status:
 893                 pp->status = err;
 894         }
 895
 896         err = 0;
 897         if (!list_empty(&pagelist))
 898                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
 899                                 (unsigned long)pm, 0);
 900
 901         up_read(&mm->mmap_sem);
 902         return err;
 903 }
 904
 905 /*
 906  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
 907  * the corresponding array of status.
 908  */
 909 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, struct task_struct *task,
 910                          unsigned long nr_pages,
 911                          const void __user * __user *pages,
 912                          const int __user *nodes,
 913                          int __user *status, int flags)
 914 {
 915         struct page_to_node *pm;
 916         nodemask_t task_nodes;
 917         unsigned long chunk_nr_pages;
 918         unsigned long chunk_start;
 919         int err;
 920
 921         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
 922
 923         err = -ENOMEM;
 924         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
 925         if (!pm)
 926                 goto out;
 927
 928         migrate_prep();
 929
 930         /*
 931          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
 932          * but keep the last one as a marker
 933          */
 934         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
 935
 936         for (chunk_start = 0;
 937              chunk_start < nr_pages;
 938              chunk_start += chunk_nr_pages) {
 939                 int j;
 940
 941                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
 942                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
 943
 944                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
 945                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
 946                         const void __user *p;
 947                         int node;
 948
 949                         err = -EFAULT;
 950                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
 951                                 goto out_pm;
 952                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
 953
 954                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
 955                                 goto out_pm;
 956
 957                         err = -ENODEV;
 958                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
 959                                 goto out_pm;
 960
 961                         if (!node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
 962                                 goto out_pm;
 963
 964                         err = -EACCES;
 965                         if (!node_isset(node, task_nodes))
 966                                 goto out_pm;
 967
 968                         pm[j].node = node;
 969                 }
 970
 971                 /* End marker for this chunk */
 972                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
 973
 974                 /* Migrate this chunk */
 975                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
 976                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
 977                 if (err < 0)
 978                         goto out_pm;
 979
 980                 /* Return status information */
 981                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
 982                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
 983                                 err = -EFAULT;
 984                                 goto out_pm;
 985                         }
 986         }
 987         err = 0;
 988
 989 out_pm:
 990         free_page((unsigned long)pm);
 991 out:
 992         return err;
 993 }
 994
 995 /*
 996  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
 997  */
 998 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
 999                                 const void __user **pages, int *status)
1000 {
1001         unsigned long i;
1002
1003         down_read(&mm->mmap_sem);
1004
1005         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1006                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1007                 struct vm_area_struct *vma;
1008                 struct page *page;
1009                 int err = -EFAULT;
1010
1011                 vma = find_vma(mm, addr);
1012                 if (!vma)
1013                         goto set_status;
1014
1015                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1016
1017                 err = PTR_ERR(page);
1018                 if (IS_ERR(page))
1019                         goto set_status;
1020
1021                 err = -ENOENT;
1022                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1023                 if (!page || PageReserved(page) || PageKsm(page))
1024                         goto set_status;
1025
1026                 err = page_to_nid(page);
1027 set_status:
1028                 *status = err;
1029
1030                 pages++;
1031                 status++;
1032         }
1033
1034         up_read(&mm->mmap_sem);
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1039  * a user array of status.
1040  */
1041 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1042                          const void __user * __user *pages,
1043                          int __user *status)
1044 {
1045 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1046         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1047         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1048
1049         while (nr_pages) {
1050                 unsigned long chunk_nr;
1051
1052                 chunk_nr = nr_pages;
1053                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1054                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1055
1056                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1057                         break;
1058
1059                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1060
1061                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1062                         break;
1063
1064                 pages += chunk_nr;
1065                 status += chunk_nr;
1066                 nr_pages -= chunk_nr;
1067         }
1068         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1073  * process.
1074  */
1075 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1076                 const void __user * __user *, pages,
1077                 const int __user *, nodes,
1078                 int __user *, status, int, flags)
1079 {
1080         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1081         struct task_struct *task;
1082         struct mm_struct *mm;
1083         int err;
1084
1085         /* Check flags */
1086         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1087                 return -EINVAL;
1088
1089         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1090                 return -EPERM;
1091
1092         /* Find the mm_struct */
1093         read_lock(&tasklist_lock);
1094         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1095         if (!task) {
1096                 read_unlock(&tasklist_lock);
1097                 return -ESRCH;
1098         }
1099         mm = get_task_mm(task);
1100         read_unlock(&tasklist_lock);
1101
1102         if (!mm)
1103                 return -EINVAL;
1104
1105         /*
1106          * Check if this process has the right to modify the specified
1107          * process. The right exists if the process has administrative
1108          * capabilities, superuser privileges or the same
1109          * userid as the target process.
1110          */
1111         rcu_read_lock();
1112         tcred = __task_cred(task);
1113         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1114             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1115             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1116                 rcu_read_unlock();
1117                 err = -EPERM;
1118                 goto out;
1119         }
1120         rcu_read_unlock();
1121
1122         err = security_task_movememory(task);
1123         if (err)
1124                 goto out;
1125
1126         if (nodes) {
1127                 err = do_pages_move(mm, task, nr_pages, pages, nodes, status,
1128                                     flags);
1129         } else {
1130                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1131         }
1132
1133 out:
1134         mmput(mm);
1135         return err;
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1140  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1141  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1142  */
1143 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1144         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1145 {
1146         struct vm_area_struct *vma;
1147         int err = 0;
1148
1149         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1150                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1151                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1152                         if (err)
1153                                 break;
1154                 }
1155         }
1156         return err;
1157 }
1158 #endif