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