KVM: x86: Clear apic tsc-deadline after deadline
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / migrate.c
1 /*
2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migration.c
3  *
4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
5  *
6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
7  * project. The main authors of the migration code are:
8  *
9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
12  * Christoph Lameter
13  */
14
15 #include <linux/migrate.h>
16 #include <linux/export.h>
17 #include <linux/swap.h>
18 #include <linux/swapops.h>
19 #include <linux/pagemap.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/mm_inline.h>
22 #include <linux/nsproxy.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/ksm.h>
25 #include <linux/rmap.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/cpu.h>
28 #include <linux/cpuset.h>
29 #include <linux/writeback.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/vmalloc.h>
32 #include <linux/security.h>
33 #include <linux/memcontrol.h>
34 #include <linux/syscalls.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/hugetlb_cgroup.h>
37 #include <linux/gfp.h>
38 #include <linux/balloon_compaction.h>
39 #include <linux/mmu_notifier.h>
40
41 #include <asm/tlbflush.h>
42
43 #define CREATE_TRACE_POINTS
44 #include <trace/events/migrate.h>
45
46 #include "internal.h"
47
48 /*
49  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
50  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
51  * undesirable, use migrate_prep_local()
52  */
53 int migrate_prep(void)
54 {
55         /*
56          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
57          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
58          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
59          * pages that may be busy.
60          */
61         lru_add_drain_all();
62
63         return 0;
64 }
65
66 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
67 int migrate_prep_local(void)
68 {
69         lru_add_drain();
70
71         return 0;
72 }
73
74 /*
75  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
76  * from where they were once taken off for compaction/migration.
77  *
78  * This function shall be used whenever the isolated pageset has been
79  * built from lru, balloon, hugetlbfs page. See isolate_migratepages_range()
80  * and isolate_huge_page().
81  */
82 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
83 {
84         struct page *page;
85         struct page *page2;
86
87         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
88                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
89                         putback_active_hugepage(page);
90                         continue;
91                 }
92                 list_del(&page->lru);
93                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
94                                 page_is_file_cache(page));
95                 if (unlikely(isolated_balloon_page(page)))
96                         balloon_page_putback(page);
97                 else
98                         putback_lru_page(page);
99         }
100 }
101
102 /*
103  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
104  */
105 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
106                                  unsigned long addr, void *old)
107 {
108         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
109         swp_entry_t entry;
110         pmd_t *pmd;
111         pte_t *ptep, pte;
112         spinlock_t *ptl;
113
114         if (unlikely(PageHuge(new))) {
115                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
116                 if (!ptep)
117                         goto out;
118                 ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, ptep);
119         } else {
120                 pmd = mm_find_pmd(mm, addr);
121                 if (!pmd)
122                         goto out;
123
124                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
125
126                 /*
127                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
128                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
129                  */
130
131                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
132         }
133
134         spin_lock(ptl);
135         pte = *ptep;
136         if (!is_swap_pte(pte))
137                 goto unlock;
138
139         entry = pte_to_swp_entry(pte);
140
141         if (!is_migration_entry(entry) ||
142             migration_entry_to_page(entry) != old)
143                 goto unlock;
144
145         get_page(new);
146         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
147         if (pte_swp_soft_dirty(*ptep))
148                 pte = pte_mksoft_dirty(pte);
149         if (is_write_migration_entry(entry))
150                 pte = pte_mkwrite(pte);
151 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
152         if (PageHuge(new)) {
153                 pte = pte_mkhuge(pte);
154                 pte = arch_make_huge_pte(pte, vma, new, 0);
155         }
156 #endif
157         flush_dcache_page(new);
158         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
159
160         if (PageHuge(new)) {
161                 if (PageAnon(new))
162                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
163                 else
164                         page_dup_rmap(new);
165         } else if (PageAnon(new))
166                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
167         else
168                 page_add_file_rmap(new);
169
170         /* No need to invalidate - it was non-present before */
171         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
172 unlock:
173         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
174 out:
175         return SWAP_AGAIN;
176 }
177
178 /*
179  * Congratulations to trinity for discovering this bug.
180  * mm/fremap.c's remap_file_pages() accepts any range within a single vma to
181  * convert that vma to VM_NONLINEAR; and generic_file_remap_pages() will then
182  * replace the specified range by file ptes throughout (maybe populated after).
183  * If page migration finds a page within that range, while it's still located
184  * by vma_interval_tree rather than lost to i_mmap_nonlinear list, no problem:
185  * zap_pte() clears the temporary migration entry before mmap_sem is dropped.
186  * But if the migrating page is in a part of the vma outside the range to be
187  * remapped, then it will not be cleared, and remove_migration_ptes() needs to
188  * deal with it.  Fortunately, this part of the vma is of course still linear,
189  * so we just need to use linear location on the nonlinear list.
190  */
191 static int remove_linear_migration_ptes_from_nonlinear(struct page *page,
192                 struct address_space *mapping, void *arg)
193 {
194         struct vm_area_struct *vma;
195         /* hugetlbfs does not support remap_pages, so no huge pgoff worries */
196         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
197         unsigned long addr;
198
199         list_for_each_entry(vma,
200                 &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.nonlinear) {
201
202                 addr = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
203                 if (addr >= vma->vm_start && addr < vma->vm_end)
204                         remove_migration_pte(page, vma, addr, arg);
205         }
206         return SWAP_AGAIN;
207 }
208
209 /*
210  * Get rid of all migration entries and replace them by
211  * references to the indicated page.
212  */
213 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
214 {
215         struct rmap_walk_control rwc = {
216                 .rmap_one = remove_migration_pte,
217                 .arg = old,
218                 .file_nonlinear = remove_linear_migration_ptes_from_nonlinear,
219         };
220
221         rmap_walk(new, &rwc);
222 }
223
224 /*
225  * Something used the pte of a page under migration. We need to
226  * get to the page and wait until migration is finished.
227  * When we return from this function the fault will be retried.
228  */
229 static void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
230                                 spinlock_t *ptl)
231 {
232         pte_t pte;
233         swp_entry_t entry;
234         struct page *page;
235
236         spin_lock(ptl);
237         pte = *ptep;
238         if (!is_swap_pte(pte))
239                 goto out;
240
241         entry = pte_to_swp_entry(pte);
242         if (!is_migration_entry(entry))
243                 goto out;
244
245         page = migration_entry_to_page(entry);
246
247         /*
248          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
249          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
250          * against a page without get_page().
251          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
252          * will occur again.
253          */
254         if (!get_page_unless_zero(page))
255                 goto out;
256         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
257         wait_on_page_locked(page);
258         put_page(page);
259         return;
260 out:
261         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
262 }
263
264 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
265                                 unsigned long address)
266 {
267         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
268         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
269         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
270 }
271
272 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma,
273                 struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
274 {
275         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), mm, pte);
276         __migration_entry_wait(mm, pte, ptl);
277 }
278
279 #ifdef CONFIG_BLOCK
280 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
281 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
282                                                         enum migrate_mode mode)
283 {
284         struct buffer_head *bh = head;
285
286         /* Simple case, sync compaction */
287         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
288                 do {
289                         get_bh(bh);
290                         lock_buffer(bh);
291                         bh = bh->b_this_page;
292
293                 } while (bh != head);
294
295                 return true;
296         }
297
298         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
299         do {
300                 get_bh(bh);
301                 if (!trylock_buffer(bh)) {
302                         /*
303                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
304                          * async migration. Release the taken locks
305                          */
306                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
307                         put_bh(failed_bh);
308                         bh = head;
309                         while (bh != failed_bh) {
310                                 unlock_buffer(bh);
311                                 put_bh(bh);
312                                 bh = bh->b_this_page;
313                         }
314                         return false;
315                 }
316
317                 bh = bh->b_this_page;
318         } while (bh != head);
319         return true;
320 }
321 #else
322 static inline bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
323                                                         enum migrate_mode mode)
324 {
325         return true;
326 }
327 #endif /* CONFIG_BLOCK */
328
329 /*
330  * Replace the page in the mapping.
331  *
332  * The number of remaining references must be:
333  * 1 for anonymous pages without a mapping
334  * 2 for pages with a mapping
335  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
336  */
337 int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
338                 struct page *newpage, struct page *page,
339                 struct buffer_head *head, enum migrate_mode mode,
340                 int extra_count)
341 {
342         int expected_count = 1 + extra_count;
343         void **pslot;
344
345         if (!mapping) {
346                 /* Anonymous page without mapping */
347                 if (page_count(page) != expected_count)
348                         return -EAGAIN;
349                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
350         }
351
352         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
353
354         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
355                                         page_index(page));
356
357         expected_count += 1 + page_has_private(page);
358         if (page_count(page) != expected_count ||
359                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
360                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
361                 return -EAGAIN;
362         }
363
364         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
365                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
366                 return -EAGAIN;
367         }
368
369         /*
370          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
371          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
372          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
373          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
374          * block waiting on other references to be dropped.
375          */
376         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
377                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
378                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
379                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
380                 return -EAGAIN;
381         }
382
383         /*
384          * Now we know that no one else is looking at the page.
385          */
386         get_page(newpage);      /* add cache reference */
387         if (PageSwapCache(page)) {
388                 SetPageSwapCache(newpage);
389                 set_page_private(newpage, page_private(page));
390         }
391
392         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
393
394         /*
395          * Drop cache reference from old page by unfreezing
396          * to one less reference.
397          * We know this isn't the last reference.
398          */
399         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
400
401         /*
402          * If moved to a different zone then also account
403          * the page for that zone. Other VM counters will be
404          * taken care of when we establish references to the
405          * new page and drop references to the old page.
406          *
407          * Note that anonymous pages are accounted for
408          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
409          * are mapped to swap space.
410          */
411         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
412         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
413         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
414                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
415                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
416         }
417         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
418
419         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
420 }
421
422 /*
423  * The expected number of remaining references is the same as that
424  * of migrate_page_move_mapping().
425  */
426 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
427                                    struct page *newpage, struct page *page)
428 {
429         int expected_count;
430         void **pslot;
431
432         if (!mapping) {
433                 if (page_count(page) != 1)
434                         return -EAGAIN;
435                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
436         }
437
438         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
439
440         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
441                                         page_index(page));
442
443         expected_count = 2 + page_has_private(page);
444         if (page_count(page) != expected_count ||
445                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
446                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
447                 return -EAGAIN;
448         }
449
450         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
451                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
452                 return -EAGAIN;
453         }
454
455         get_page(newpage);
456
457         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
458
459         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
460
461         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
462         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
463 }
464
465 /*
466  * Gigantic pages are so large that we do not guarantee that page++ pointer
467  * arithmetic will work across the entire page.  We need something more
468  * specialized.
469  */
470 static void __copy_gigantic_page(struct page *dst, struct page *src,
471                                 int nr_pages)
472 {
473         int i;
474         struct page *dst_base = dst;
475         struct page *src_base = src;
476
477         for (i = 0; i < nr_pages; ) {
478                 cond_resched();
479                 copy_highpage(dst, src);
480
481                 i++;
482                 dst = mem_map_next(dst, dst_base, i);
483                 src = mem_map_next(src, src_base, i);
484         }
485 }
486
487 static void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src)
488 {
489         int i;
490         int nr_pages;
491
492         if (PageHuge(src)) {
493                 /* hugetlbfs page */
494                 struct hstate *h = page_hstate(src);
495                 nr_pages = pages_per_huge_page(h);
496
497                 if (unlikely(nr_pages > MAX_ORDER_NR_PAGES)) {
498                         __copy_gigantic_page(dst, src, nr_pages);
499                         return;
500                 }
501         } else {
502                 /* thp page */
503                 BUG_ON(!PageTransHuge(src));
504                 nr_pages = hpage_nr_pages(src);
505         }
506
507         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
508                 cond_resched();
509                 copy_highpage(dst + i, src + i);
510         }
511 }
512
513 /*
514  * Copy the page to its new location
515  */
516 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
517 {
518         int cpupid;
519
520         if (PageHuge(page) || PageTransHuge(page))
521                 copy_huge_page(newpage, page);
522         else
523                 copy_highpage(newpage, page);
524
525         if (PageError(page))
526                 SetPageError(newpage);
527         if (PageReferenced(page))
528                 SetPageReferenced(newpage);
529         if (PageUptodate(page))
530                 SetPageUptodate(newpage);
531         if (TestClearPageActive(page)) {
532                 VM_BUG_ON_PAGE(PageUnevictable(page), page);
533                 SetPageActive(newpage);
534         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
535                 SetPageUnevictable(newpage);
536         if (PageChecked(page))
537                 SetPageChecked(newpage);
538         if (PageMappedToDisk(page))
539                 SetPageMappedToDisk(newpage);
540
541         if (PageDirty(page)) {
542                 clear_page_dirty_for_io(page);
543                 /*
544                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
545                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
546                  * but we can't use set_page_dirty because that function
547                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
548                  * Whereas only part of our page may be dirty.
549                  */
550                 if (PageSwapBacked(page))
551                         SetPageDirty(newpage);
552                 else
553                         __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
554         }
555
556         /*
557          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
558          * future migrations of this same page.
559          */
560         cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, -1);
561         page_cpupid_xchg_last(newpage, cpupid);
562
563         mlock_migrate_page(newpage, page);
564         ksm_migrate_page(newpage, page);
565         /*
566          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
567          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
568          */
569         ClearPageSwapCache(page);
570         ClearPagePrivate(page);
571         set_page_private(page, 0);
572
573         /*
574          * If any waiters have accumulated on the new page then
575          * wake them up.
576          */
577         if (PageWriteback(newpage))
578                 end_page_writeback(newpage);
579 }
580
581 /************************************************************
582  *                    Migration functions
583  ***********************************************************/
584
585 /*
586  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
587  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
588  *
589  * Pages are locked upon entry and exit.
590  */
591 int migrate_page(struct address_space *mapping,
592                 struct page *newpage, struct page *page,
593                 enum migrate_mode mode)
594 {
595         int rc;
596
597         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
598
599         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode, 0);
600
601         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
602                 return rc;
603
604         migrate_page_copy(newpage, page);
605         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
606 }
607 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
608
609 #ifdef CONFIG_BLOCK
610 /*
611  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
612  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
613  * exist.
614  */
615 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
616                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
617 {
618         struct buffer_head *bh, *head;
619         int rc;
620
621         if (!page_has_buffers(page))
622                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
623
624         head = page_buffers(page);
625
626         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode, 0);
627
628         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
629                 return rc;
630
631         /*
632          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
633          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
634          * need to be locked now
635          */
636         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
637                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
638
639         ClearPagePrivate(page);
640         set_page_private(newpage, page_private(page));
641         set_page_private(page, 0);
642         put_page(page);
643         get_page(newpage);
644
645         bh = head;
646         do {
647                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
648                 bh = bh->b_this_page;
649
650         } while (bh != head);
651
652         SetPagePrivate(newpage);
653
654         migrate_page_copy(newpage, page);
655
656         bh = head;
657         do {
658                 unlock_buffer(bh);
659                 put_bh(bh);
660                 bh = bh->b_this_page;
661
662         } while (bh != head);
663
664         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
665 }
666 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
667 #endif
668
669 /*
670  * Writeback a page to clean the dirty state
671  */
672 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
673 {
674         struct writeback_control wbc = {
675                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
676                 .nr_to_write = 1,
677                 .range_start = 0,
678                 .range_end = LLONG_MAX,
679                 .for_reclaim = 1
680         };
681         int rc;
682
683         if (!mapping->a_ops->writepage)
684                 /* No write method for the address space */
685                 return -EINVAL;
686
687         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
688                 /* Someone else already triggered a write */
689                 return -EAGAIN;
690
691         /*
692          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
693          * the page on some queue. So the page must be clean for
694          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
695          * page state is no longer what we checked for earlier.
696          * At this point we know that the migration attempt cannot
697          * be successful.
698          */
699         remove_migration_ptes(page, page);
700
701         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
702
703         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
704                 /* unlocked. Relock */
705                 lock_page(page);
706
707         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
708 }
709
710 /*
711  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
712  */
713 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
714         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
715 {
716         if (PageDirty(page)) {
717                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
718                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
719                         return -EBUSY;
720                 return writeout(mapping, page);
721         }
722
723         /*
724          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
725          * We must have no buffers or drop them.
726          */
727         if (page_has_private(page) &&
728             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
729                 return -EAGAIN;
730
731         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
732 }
733
734 /*
735  * Move a page to a newly allocated page
736  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
737  *
738  * The new page will have replaced the old page if this function
739  * is successful.
740  *
741  * Return value:
742  *   < 0 - error code
743  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
744  */
745 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
746                                 int remap_swapcache, enum migrate_mode mode)
747 {
748         struct address_space *mapping;
749         int rc;
750
751         /*
752          * Block others from accessing the page when we get around to
753          * establishing additional references. We are the only one
754          * holding a reference to the new page at this point.
755          */
756         if (!trylock_page(newpage))
757                 BUG();
758
759         /* Prepare mapping for the new page.*/
760         newpage->index = page->index;
761         newpage->mapping = page->mapping;
762         if (PageSwapBacked(page))
763                 SetPageSwapBacked(newpage);
764
765         mapping = page_mapping(page);
766         if (!mapping)
767                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
768         else if (mapping->a_ops->migratepage)
769                 /*
770                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
771                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
772                  * space which also has its own migratepage callback. This
773                  * is the most common path for page migration.
774                  */
775                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
776                                                 newpage, page, mode);
777         else
778                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
779
780         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
781                 newpage->mapping = NULL;
782         } else {
783                 mem_cgroup_migrate(page, newpage, false);
784                 if (remap_swapcache)
785                         remove_migration_ptes(page, newpage);
786                 page->mapping = NULL;
787         }
788
789         unlock_page(newpage);
790
791         return rc;
792 }
793
794 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
795                                 int force, enum migrate_mode mode)
796 {
797         int rc = -EAGAIN;
798         int remap_swapcache = 1;
799         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
800
801         if (!trylock_page(page)) {
802                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
803                         goto out;
804
805                 /*
806                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
807                  * For example, during page readahead pages are added locked
808                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
809                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
810                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
811                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
812                  * second or third page, the process can end up locking
813                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
814                  * trying to be clever about what pages can be locked,
815                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
816                  * altogether.
817                  */
818                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
819                         goto out;
820
821                 lock_page(page);
822         }
823
824         if (PageWriteback(page)) {
825                 /*
826                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
827                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
828                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
829                  * the overhead of stalling is too much
830                  */
831                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
832                         rc = -EBUSY;
833                         goto out_unlock;
834                 }
835                 if (!force)
836                         goto out_unlock;
837                 wait_on_page_writeback(page);
838         }
839         /*
840          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
841          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
842          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
843          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
844          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
845          * just care Anon page here.
846          */
847         if (PageAnon(page) && !PageKsm(page)) {
848                 /*
849                  * Only page_lock_anon_vma_read() understands the subtleties of
850                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
851                  */
852                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
853                 if (anon_vma) {
854                         /*
855                          * Anon page
856                          */
857                 } else if (PageSwapCache(page)) {
858                         /*
859                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
860                          * swapcache page is safe to use because we don't
861                          * know in advance if the VMA that this page belonged
862                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
863                          * data have been freed, then the anon_vma could
864                          * already be invalid.
865                          *
866                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
867                          * migrated but are not remapped when migration
868                          * completes
869                          */
870                         remap_swapcache = 0;
871                 } else {
872                         goto out_unlock;
873                 }
874         }
875
876         if (unlikely(balloon_page_movable(page))) {
877                 /*
878                  * A ballooned page does not need any special attention from
879                  * physical to virtual reverse mapping procedures.
880                  * Skip any attempt to unmap PTEs or to remap swap cache,
881                  * in order to avoid burning cycles at rmap level, and perform
882                  * the page migration right away (proteced by page lock).
883                  */
884                 rc = balloon_page_migrate(newpage, page, mode);
885                 goto out_unlock;
886         }
887
888         /*
889          * Corner case handling:
890          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
891          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
892          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
893          * trigger a BUG.  So handle it here.
894          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
895          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
896          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
897          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
898          * free the metadata, so the page can be freed.
899          */
900         if (!page->mapping) {
901                 VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(page), page);
902                 if (page_has_private(page)) {
903                         try_to_free_buffers(page);
904                         goto out_unlock;
905                 }
906                 goto skip_unmap;
907         }
908
909         /* Establish migration ptes or remove ptes */
910         try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
911
912 skip_unmap:
913         if (!page_mapped(page))
914                 rc = move_to_new_page(newpage, page, remap_swapcache, mode);
915
916         if (rc && remap_swapcache)
917                 remove_migration_ptes(page, page);
918
919         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
920         if (anon_vma)
921                 put_anon_vma(anon_vma);
922
923 out_unlock:
924         unlock_page(page);
925 out:
926         return rc;
927 }
928
929 /*
930  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
931  * to the newly allocated page in newpage.
932  */
933 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, free_page_t put_new_page,
934                         unsigned long private, struct page *page, int force,
935                         enum migrate_mode mode)
936 {
937         int rc = 0;
938         int *result = NULL;
939         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
940
941         if (!newpage)
942                 return -ENOMEM;
943
944         if (page_count(page) == 1) {
945                 /* page was freed from under us. So we are done. */
946                 goto out;
947         }
948
949         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
950                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
951                         goto out;
952
953         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, mode);
954
955         if (unlikely(rc == MIGRATEPAGE_BALLOON_SUCCESS)) {
956                 /*
957                  * A ballooned page has been migrated already.
958                  * Now, it's the time to wrap-up counters,
959                  * handle the page back to Buddy and return.
960                  */
961                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
962                                     page_is_file_cache(page));
963                 balloon_page_free(page);
964                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
965         }
966 out:
967         if (rc != -EAGAIN) {
968                 /*
969                  * A page that has been migrated has all references
970                  * removed and will be freed. A page that has not been
971                  * migrated will have kepts its references and be
972                  * restored.
973                  */
974                 list_del(&page->lru);
975                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
976                                 page_is_file_cache(page));
977                 putback_lru_page(page);
978         }
979
980         /*
981          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
982          * it.  Otherwise, putback_lru_page() will drop the reference grabbed
983          * during isolation.
984          */
985         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && put_new_page) {
986                 ClearPageSwapBacked(newpage);
987                 put_new_page(newpage, private);
988         } else
989                 putback_lru_page(newpage);
990
991         if (result) {
992                 if (rc)
993                         *result = rc;
994                 else
995                         *result = page_to_nid(newpage);
996         }
997         return rc;
998 }
999
1000 /*
1001  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1002  *
1003  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1004  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1005  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1006  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1007  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1008  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1009  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1010  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1011  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1012  * hugepage migration fails without data corruption.
1013  *
1014  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1015  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1016  * will wait in the page fault for migration to complete.
1017  */
1018 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1019                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1020                                 struct page *hpage, int force,
1021                                 enum migrate_mode mode)
1022 {
1023         int rc = 0;
1024         int *result = NULL;
1025         struct page *new_hpage;
1026         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1027
1028         /*
1029          * Movability of hugepages depends on architectures and hugepage size.
1030          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1031          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1032          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1033          * kicking migration.
1034          */
1035         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage))) {
1036                 putback_active_hugepage(hpage);
1037                 return -ENOSYS;
1038         }
1039
1040         new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
1041         if (!new_hpage)
1042                 return -ENOMEM;
1043
1044         rc = -EAGAIN;
1045
1046         if (!trylock_page(hpage)) {
1047                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
1048                         goto out;
1049                 lock_page(hpage);
1050         }
1051
1052         if (PageAnon(hpage))
1053                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
1054
1055         try_to_unmap(hpage, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
1056
1057         if (!page_mapped(hpage))
1058                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, 1, mode);
1059
1060         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1061                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
1062
1063         if (anon_vma)
1064                 put_anon_vma(anon_vma);
1065
1066         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1067                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
1068
1069         unlock_page(hpage);
1070 out:
1071         if (rc != -EAGAIN)
1072                 putback_active_hugepage(hpage);
1073
1074         /*
1075          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1076          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1077          * isolation.
1078          */
1079         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS && put_new_page)
1080                 put_new_page(new_hpage, private);
1081         else
1082                 put_page(new_hpage);
1083
1084         if (result) {
1085                 if (rc)
1086                         *result = rc;
1087                 else
1088                         *result = page_to_nid(new_hpage);
1089         }
1090         return rc;
1091 }
1092
1093 /*
1094  * migrate_pages - migrate the pages specified in a list, to the free pages
1095  *                 supplied as the target for the page migration
1096  *
1097  * @from:               The list of pages to be migrated.
1098  * @get_new_page:       The function used to allocate free pages to be used
1099  *                      as the target of the page migration.
1100  * @put_new_page:       The function used to free target pages if migration
1101  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1102  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1103  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1104  *                      page migration, if any.
1105  * @reason:             The reason for page migration.
1106  *
1107  * The function returns after 10 attempts or if no pages are movable any more
1108  * because the list has become empty or no retryable pages exist any more.
1109  * The caller should call putback_lru_pages() to return pages to the LRU
1110  * or free list only if ret != 0.
1111  *
1112  * Returns the number of pages that were not migrated, or an error code.
1113  */
1114 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1115                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1116                 enum migrate_mode mode, int reason)
1117 {
1118         int retry = 1;
1119         int nr_failed = 0;
1120         int nr_succeeded = 0;
1121         int pass = 0;
1122         struct page *page;
1123         struct page *page2;
1124         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
1125         int rc;
1126
1127         if (!swapwrite)
1128                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
1129
1130         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
1131                 retry = 0;
1132
1133                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
1134                         cond_resched();
1135
1136                         if (PageHuge(page))
1137                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1138                                                 put_new_page, private, page,
1139                                                 pass > 2, mode);
1140                         else
1141                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1142                                                 private, page, pass > 2, mode);
1143
1144                         switch(rc) {
1145                         case -ENOMEM:
1146                                 goto out;
1147                         case -EAGAIN:
1148                                 retry++;
1149                                 break;
1150                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1151                                 nr_succeeded++;
1152                                 break;
1153                         default:
1154                                 /*
1155                                  * Permanent failure (-EBUSY, -ENOSYS, etc.):
1156                                  * unlike -EAGAIN case, the failed page is
1157                                  * removed from migration page list and not
1158                                  * retried in the next outer loop.
1159                                  */
1160                                 nr_failed++;
1161                                 break;
1162                         }
1163                 }
1164         }
1165         rc = nr_failed + retry;
1166 out:
1167         if (nr_succeeded)
1168                 count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1169         if (nr_failed)
1170                 count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed);
1171         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed, mode, reason);
1172
1173         if (!swapwrite)
1174                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1175
1176         return rc;
1177 }
1178
1179 #ifdef CONFIG_NUMA
1180 /*
1181  * Move a list of individual pages
1182  */
1183 struct page_to_node {
1184         unsigned long addr;
1185         struct page *page;
1186         int node;
1187         int status;
1188 };
1189
1190 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1191                 int **result)
1192 {
1193         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1194
1195         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1196                 pm++;
1197
1198         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1199                 return NULL;
1200
1201         *result = &pm->status;
1202
1203         if (PageHuge(p))
1204                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1205                                         pm->node);
1206         else
1207                 return alloc_pages_exact_node(pm->node,
1208                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE, 0);
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1213  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1214  * and the node number must contain a valid target node.
1215  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1216  */
1217 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1218                                       struct page_to_node *pm,
1219                                       int migrate_all)
1220 {
1221         int err;
1222         struct page_to_node *pp;
1223         LIST_HEAD(pagelist);
1224
1225         down_read(&mm->mmap_sem);
1226
1227         /*
1228          * Build a list of pages to migrate
1229          */
1230         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1231                 struct vm_area_struct *vma;
1232                 struct page *page;
1233
1234                 err = -EFAULT;
1235                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1236                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1237                         goto set_status;
1238
1239                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET|FOLL_SPLIT);
1240
1241                 err = PTR_ERR(page);
1242                 if (IS_ERR(page))
1243                         goto set_status;
1244
1245                 err = -ENOENT;
1246                 if (!page)
1247                         goto set_status;
1248
1249                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1250                 if (PageReserved(page))
1251                         goto put_and_set;
1252
1253                 pp->page = page;
1254                 err = page_to_nid(page);
1255
1256                 if (err == pp->node)
1257                         /*
1258                          * Node already in the right place
1259                          */
1260                         goto put_and_set;
1261
1262                 err = -EACCES;
1263                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1264                                 !migrate_all)
1265                         goto put_and_set;
1266
1267                 if (PageHuge(page)) {
1268                         isolate_huge_page(page, &pagelist);
1269                         goto put_and_set;
1270                 }
1271
1272                 err = isolate_lru_page(page);
1273                 if (!err) {
1274                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1275                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1276                                             page_is_file_cache(page));
1277                 }
1278 put_and_set:
1279                 /*
1280                  * Either remove the duplicate refcount from
1281                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1282                  * not isolated.
1283                  */
1284                 put_page(page);
1285 set_status:
1286                 pp->status = err;
1287         }
1288
1289         err = 0;
1290         if (!list_empty(&pagelist)) {
1291                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node, NULL,
1292                                 (unsigned long)pm, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1293                 if (err)
1294                         putback_movable_pages(&pagelist);
1295         }
1296
1297         up_read(&mm->mmap_sem);
1298         return err;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1303  * the corresponding array of status.
1304  */
1305 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1306                          unsigned long nr_pages,
1307                          const void __user * __user *pages,
1308                          const int __user *nodes,
1309                          int __user *status, int flags)
1310 {
1311         struct page_to_node *pm;
1312         unsigned long chunk_nr_pages;
1313         unsigned long chunk_start;
1314         int err;
1315
1316         err = -ENOMEM;
1317         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1318         if (!pm)
1319                 goto out;
1320
1321         migrate_prep();
1322
1323         /*
1324          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1325          * but keep the last one as a marker
1326          */
1327         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1328
1329         for (chunk_start = 0;
1330              chunk_start < nr_pages;
1331              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1332                 int j;
1333
1334                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1335                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1336
1337                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1338                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1339                         const void __user *p;
1340                         int node;
1341
1342                         err = -EFAULT;
1343                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1344                                 goto out_pm;
1345                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1346
1347                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1348                                 goto out_pm;
1349
1350                         err = -ENODEV;
1351                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1352                                 goto out_pm;
1353
1354                         if (!node_state(node, N_MEMORY))
1355                                 goto out_pm;
1356
1357                         err = -EACCES;
1358                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1359                                 goto out_pm;
1360
1361                         pm[j].node = node;
1362                 }
1363
1364                 /* End marker for this chunk */
1365                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1366
1367                 /* Migrate this chunk */
1368                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1369                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1370                 if (err < 0)
1371                         goto out_pm;
1372
1373                 /* Return status information */
1374                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1375                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1376                                 err = -EFAULT;
1377                                 goto out_pm;
1378                         }
1379         }
1380         err = 0;
1381
1382 out_pm:
1383         free_page((unsigned long)pm);
1384 out:
1385         return err;
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1390  */
1391 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1392                                 const void __user **pages, int *status)
1393 {
1394         unsigned long i;
1395
1396         down_read(&mm->mmap_sem);
1397
1398         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1399                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1400                 struct vm_area_struct *vma;
1401                 struct page *page;
1402                 int err = -EFAULT;
1403
1404                 vma = find_vma(mm, addr);
1405                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1406                         goto set_status;
1407
1408                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1409
1410                 err = PTR_ERR(page);
1411                 if (IS_ERR(page))
1412                         goto set_status;
1413
1414                 err = -ENOENT;
1415                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1416                 if (!page || PageReserved(page))
1417                         goto set_status;
1418
1419                 err = page_to_nid(page);
1420 set_status:
1421                 *status = err;
1422
1423                 pages++;
1424                 status++;
1425         }
1426
1427         up_read(&mm->mmap_sem);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1432  * a user array of status.
1433  */
1434 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1435                          const void __user * __user *pages,
1436                          int __user *status)
1437 {
1438 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1439         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1440         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1441
1442         while (nr_pages) {
1443                 unsigned long chunk_nr;
1444
1445                 chunk_nr = nr_pages;
1446                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1447                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1448
1449                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1450                         break;
1451
1452                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1453
1454                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1455                         break;
1456
1457                 pages += chunk_nr;
1458                 status += chunk_nr;
1459                 nr_pages -= chunk_nr;
1460         }
1461         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1462 }
1463
1464 /*
1465  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1466  * process.
1467  */
1468 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1469                 const void __user * __user *, pages,
1470                 const int __user *, nodes,
1471                 int __user *, status, int, flags)
1472 {
1473         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1474         struct task_struct *task;
1475         struct mm_struct *mm;
1476         int err;
1477         nodemask_t task_nodes;
1478
1479         /* Check flags */
1480         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1481                 return -EINVAL;
1482
1483         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1484                 return -EPERM;
1485
1486         /* Find the mm_struct */
1487         rcu_read_lock();
1488         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1489         if (!task) {
1490                 rcu_read_unlock();
1491                 return -ESRCH;
1492         }
1493         get_task_struct(task);
1494
1495         /*
1496          * Check if this process has the right to modify the specified
1497          * process. The right exists if the process has administrative
1498          * capabilities, superuser privileges or the same
1499          * userid as the target process.
1500          */
1501         tcred = __task_cred(task);
1502         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1503             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1504             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1505                 rcu_read_unlock();
1506                 err = -EPERM;
1507                 goto out;
1508         }
1509         rcu_read_unlock();
1510
1511         err = security_task_movememory(task);
1512         if (err)
1513                 goto out;
1514
1515         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1516         mm = get_task_mm(task);
1517         put_task_struct(task);
1518
1519         if (!mm)
1520                 return -EINVAL;
1521
1522         if (nodes)
1523                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1524                                     nodes, status, flags);
1525         else
1526                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1527
1528         mmput(mm);
1529         return err;
1530
1531 out:
1532         put_task_struct(task);
1533         return err;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1538  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1539  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1540  */
1541 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1542         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1543 {
1544         struct vm_area_struct *vma;
1545         int err = 0;
1546
1547         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1548                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1549                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1550                         if (err)
1551                                 break;
1552                 }
1553         }
1554         return err;
1555 }
1556
1557 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1558 /*
1559  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
1560  * pages. Currently it only checks the watermarks which crude
1561  */
1562 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
1563                                    unsigned long nr_migrate_pages)
1564 {
1565         int z;
1566         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
1567                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1568
1569                 if (!populated_zone(zone))
1570                         continue;
1571
1572                 if (!zone_reclaimable(zone))
1573                         continue;
1574
1575                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
1576                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
1577                                        high_wmark_pages(zone) +
1578                                        nr_migrate_pages,
1579                                        0, 0))
1580                         continue;
1581                 return true;
1582         }
1583         return false;
1584 }
1585
1586 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
1587                                            unsigned long data,
1588                                            int **result)
1589 {
1590         int nid = (int) data;
1591         struct page *newpage;
1592
1593         newpage = alloc_pages_exact_node(nid,
1594                                          (GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1595                                           __GFP_THISNODE | __GFP_NOMEMALLOC |
1596                                           __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) &
1597                                          ~GFP_IOFS, 0);
1598
1599         return newpage;
1600 }
1601
1602 /*
1603  * page migration rate limiting control.
1604  * Do not migrate more than @pages_to_migrate in a @migrate_interval_millisecs
1605  * window of time. Default here says do not migrate more than 1280M per second.
1606  * If a node is rate-limited then PTE NUMA updates are also rate-limited. However
1607  * as it is faults that reset the window, pte updates will happen unconditionally
1608  * if there has not been a fault since @pteupdate_interval_millisecs after the
1609  * throttle window closed.
1610  */
1611 static unsigned int migrate_interval_millisecs __read_mostly = 100;
1612 static unsigned int pteupdate_interval_millisecs __read_mostly = 1000;
1613 static unsigned int ratelimit_pages __read_mostly = 128 << (20 - PAGE_SHIFT);
1614
1615 /* Returns true if NUMA migration is currently rate limited */
1616 bool migrate_ratelimited(int node)
1617 {
1618         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1619
1620         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window +
1621                                 msecs_to_jiffies(pteupdate_interval_millisecs)))
1622                 return false;
1623
1624         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages < ratelimit_pages)
1625                 return false;
1626
1627         return true;
1628 }
1629
1630 /* Returns true if the node is migrate rate-limited after the update */
1631 static bool numamigrate_update_ratelimit(pg_data_t *pgdat,
1632                                         unsigned long nr_pages)
1633 {
1634         /*
1635          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1636          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1637          * all the time is being spent migrating!
1638          */
1639         if (time_after(jiffies, pgdat->numabalancing_migrate_next_window)) {
1640                 spin_lock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1641                 pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages = 0;
1642                 pgdat->numabalancing_migrate_next_window = jiffies +
1643                         msecs_to_jiffies(migrate_interval_millisecs);
1644                 spin_unlock(&pgdat->numabalancing_migrate_lock);
1645         }
1646         if (pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages > ratelimit_pages) {
1647                 trace_mm_numa_migrate_ratelimit(current, pgdat->node_id,
1648                                                                 nr_pages);
1649                 return true;
1650         }
1651
1652         /*
1653          * This is an unlocked non-atomic update so errors are possible.
1654          * The consequences are failing to migrate when we potentiall should
1655          * have which is not severe enough to warrant locking. If it is ever
1656          * a problem, it can be converted to a per-cpu counter.
1657          */
1658         pgdat->numabalancing_migrate_nr_pages += nr_pages;
1659         return false;
1660 }
1661
1662 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
1663 {
1664         int page_lru;
1665
1666         VM_BUG_ON_PAGE(compound_order(page) && !PageTransHuge(page), page);
1667
1668         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
1669         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, 1UL << compound_order(page)))
1670                 return 0;
1671
1672         if (isolate_lru_page(page))
1673                 return 0;
1674
1675         /*
1676          * migrate_misplaced_transhuge_page() skips page migration's usual
1677          * check on page_count(), so we must do it here, now that the page
1678          * has been isolated: a GUP pin, or any other pin, prevents migration.
1679          * The expected page count is 3: 1 for page's mapcount and 1 for the
1680          * caller's pin and 1 for the reference taken by isolate_lru_page().
1681          */
1682         if (PageTransHuge(page) && page_count(page) != 3) {
1683                 putback_lru_page(page);
1684                 return 0;
1685         }
1686
1687         page_lru = page_is_file_cache(page);
1688         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1689                                 hpage_nr_pages(page));
1690
1691         /*
1692          * Isolating the page has taken another reference, so the
1693          * caller's reference can be safely dropped without the page
1694          * disappearing underneath us during migration.
1695          */
1696         put_page(page);
1697         return 1;
1698 }
1699
1700 bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
1701 {
1702         struct page *page = pmd_page(pmd);
1703         return PageLocked(page);
1704 }
1705
1706 void wait_migrate_huge_page(struct anon_vma *anon_vma, pmd_t *pmd)
1707 {
1708         struct page *page = pmd_page(*pmd);
1709         wait_on_page_locked(page);
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
1714  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
1715  * the page that will be dropped by this function before returning.
1716  */
1717 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1718                            int node)
1719 {
1720         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1721         int isolated;
1722         int nr_remaining;
1723         LIST_HEAD(migratepages);
1724
1725         /*
1726          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
1727          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
1728          */
1729         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_cache(page) &&
1730             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
1731                 goto out;
1732
1733         /*
1734          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1735          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1736          * all the time is being spent migrating!
1737          */
1738         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, 1))
1739                 goto out;
1740
1741         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1742         if (!isolated)
1743                 goto out;
1744
1745         list_add(&page->lru, &migratepages);
1746         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
1747                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
1748                                      MR_NUMA_MISPLACED);
1749         if (nr_remaining) {
1750                 if (!list_empty(&migratepages)) {
1751                         list_del(&page->lru);
1752                         dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1753                                         page_is_file_cache(page));
1754                         putback_lru_page(page);
1755                 }
1756                 isolated = 0;
1757         } else
1758                 count_vm_numa_event(NUMA_PAGE_MIGRATE);
1759         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
1760         return isolated;
1761
1762 out:
1763         put_page(page);
1764         return 0;
1765 }
1766 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1767
1768 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1769 /*
1770  * Migrates a THP to a given target node. page must be locked and is unlocked
1771  * before returning.
1772  */
1773 int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
1774                                 struct vm_area_struct *vma,
1775                                 pmd_t *pmd, pmd_t entry,
1776                                 unsigned long address,
1777                                 struct page *page, int node)
1778 {
1779         spinlock_t *ptl;
1780         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
1781         int isolated = 0;
1782         struct page *new_page = NULL;
1783         int page_lru = page_is_file_cache(page);
1784         unsigned long mmun_start = address & HPAGE_PMD_MASK;
1785         unsigned long mmun_end = mmun_start + HPAGE_PMD_SIZE;
1786         pmd_t orig_entry;
1787
1788         /*
1789          * Rate-limit the amount of data that is being migrated to a node.
1790          * Optimal placement is no good if the memory bus is saturated and
1791          * all the time is being spent migrating!
1792          */
1793         if (numamigrate_update_ratelimit(pgdat, HPAGE_PMD_NR))
1794                 goto out_dropref;
1795
1796         new_page = alloc_pages_node(node,
1797                 (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE) & ~__GFP_WAIT,
1798                 HPAGE_PMD_ORDER);
1799         if (!new_page)
1800                 goto out_fail;
1801
1802         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
1803         if (!isolated) {
1804                 put_page(new_page);
1805                 goto out_fail;
1806         }
1807
1808         if (mm_tlb_flush_pending(mm))
1809                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1810
1811         /* Prepare a page as a migration target */
1812         __set_page_locked(new_page);
1813         SetPageSwapBacked(new_page);
1814
1815         /* anon mapping, we can simply copy page->mapping to the new page: */
1816         new_page->mapping = page->mapping;
1817         new_page->index = page->index;
1818         migrate_page_copy(new_page, page);
1819         WARN_ON(PageLRU(new_page));
1820
1821         /* Recheck the target PMD */
1822         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
1823         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1824         if (unlikely(!pmd_same(*pmd, entry) || page_count(page) != 2)) {
1825 fail_putback:
1826                 spin_unlock(ptl);
1827                 mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1828
1829                 /* Reverse changes made by migrate_page_copy() */
1830                 if (TestClearPageActive(new_page))
1831                         SetPageActive(page);
1832                 if (TestClearPageUnevictable(new_page))
1833                         SetPageUnevictable(page);
1834                 mlock_migrate_page(page, new_page);
1835
1836                 unlock_page(new_page);
1837                 put_page(new_page);             /* Free it */
1838
1839                 /* Retake the callers reference and putback on LRU */
1840                 get_page(page);
1841                 putback_lru_page(page);
1842                 mod_zone_page_state(page_zone(page),
1843                          NR_ISOLATED_ANON + page_lru, -HPAGE_PMD_NR);
1844
1845                 goto out_unlock;
1846         }
1847
1848         orig_entry = *pmd;
1849         entry = mk_pmd(new_page, vma->vm_page_prot);
1850         entry = pmd_mkhuge(entry);
1851         entry = maybe_pmd_mkwrite(pmd_mkdirty(entry), vma);
1852
1853         /*
1854          * Clear the old entry under pagetable lock and establish the new PTE.
1855          * Any parallel GUP will either observe the old page blocking on the
1856          * page lock, block on the page table lock or observe the new page.
1857          * The SetPageUptodate on the new page and page_add_new_anon_rmap
1858          * guarantee the copy is visible before the pagetable update.
1859          */
1860         flush_cache_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1861         page_add_anon_rmap(new_page, vma, mmun_start);
1862         pmdp_clear_flush(vma, mmun_start, pmd);
1863         set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1864         flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1865         update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1866
1867         if (page_count(page) != 2) {
1868                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, orig_entry);
1869                 flush_tlb_range(vma, mmun_start, mmun_end);
1870                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1871                 page_remove_rmap(new_page);
1872                 goto fail_putback;
1873         }
1874
1875         mem_cgroup_migrate(page, new_page, false);
1876
1877         page_remove_rmap(page);
1878
1879         spin_unlock(ptl);
1880         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
1881
1882         /* Take an "isolate" reference and put new page on the LRU. */
1883         get_page(new_page);
1884         putback_lru_page(new_page);
1885
1886         unlock_page(new_page);
1887         unlock_page(page);
1888         put_page(page);                 /* Drop the rmap reference */
1889         put_page(page);                 /* Drop the LRU isolation reference */
1890
1891         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, HPAGE_PMD_NR);
1892         count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, HPAGE_PMD_NR);
1893
1894         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1895                         NR_ISOLATED_ANON + page_lru,
1896                         -HPAGE_PMD_NR);
1897         return isolated;
1898
1899 out_fail:
1900         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, HPAGE_PMD_NR);
1901 out_dropref:
1902         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
1903         if (pmd_same(*pmd, entry)) {
1904                 entry = pmd_mknonnuma(entry);
1905                 set_pmd_at(mm, mmun_start, pmd, entry);
1906                 update_mmu_cache_pmd(vma, address, &entry);
1907         }
1908         spin_unlock(ptl);
1909
1910 out_unlock:
1911         unlock_page(page);
1912         put_page(page);
1913         return 0;
1914 }
1915 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1916
1917 #endif /* CONFIG_NUMA */