thp: add tlb_remove_pmd_tlb_entry
[linux-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/gfp.h>
37
38 #include <asm/tlbflush.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
44  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
45  * undesirable, use migrate_prep_local()
46  */
47 int migrate_prep(void)
48 {
49         /*
50          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
51          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
52          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
53          * pages that may be busy.
54          */
55         lru_add_drain_all();
56
57         return 0;
58 }
59
60 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
61 int migrate_prep_local(void)
62 {
63         lru_add_drain();
64
65         return 0;
66 }
67
68 /*
69  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
70  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
71  */
72 void putback_lru_pages(struct list_head *l)
73 {
74         struct page *page;
75         struct page *page2;
76
77         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
78                 list_del(&page->lru);
79                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
80                                 page_is_file_cache(page));
81                 putback_lru_page(page);
82         }
83 }
84
85 /*
86  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
87  */
88 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
89                                  unsigned long addr, void *old)
90 {
91         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
92         swp_entry_t entry;
93         pgd_t *pgd;
94         pud_t *pud;
95         pmd_t *pmd;
96         pte_t *ptep, pte;
97         spinlock_t *ptl;
98
99         if (unlikely(PageHuge(new))) {
100                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
101                 if (!ptep)
102                         goto out;
103                 ptl = &mm->page_table_lock;
104         } else {
105                 pgd = pgd_offset(mm, addr);
106                 if (!pgd_present(*pgd))
107                         goto out;
108
109                 pud = pud_offset(pgd, addr);
110                 if (!pud_present(*pud))
111                         goto out;
112
113                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
114                 if (pmd_trans_huge(*pmd))
115                         goto out;
116                 if (!pmd_present(*pmd))
117                         goto out;
118
119                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
120
121                 /*
122                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
123                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
124                  */
125
126                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
127         }
128
129         spin_lock(ptl);
130         pte = *ptep;
131         if (!is_swap_pte(pte))
132                 goto unlock;
133
134         entry = pte_to_swp_entry(pte);
135
136         if (!is_migration_entry(entry) ||
137             migration_entry_to_page(entry) != old)
138                 goto unlock;
139
140         get_page(new);
141         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
142         if (is_write_migration_entry(entry))
143                 pte = pte_mkwrite(pte);
144 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
145         if (PageHuge(new))
146                 pte = pte_mkhuge(pte);
147 #endif
148         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
149         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
150
151         if (PageHuge(new)) {
152                 if (PageAnon(new))
153                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
154                 else
155                         page_dup_rmap(new);
156         } else if (PageAnon(new))
157                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
158         else
159                 page_add_file_rmap(new);
160
161         /* No need to invalidate - it was non-present before */
162         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
163 unlock:
164         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
165 out:
166         return SWAP_AGAIN;
167 }
168
169 /*
170  * Get rid of all migration entries and replace them by
171  * references to the indicated page.
172  */
173 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
174 {
175         rmap_walk(new, remove_migration_pte, old);
176 }
177
178 /*
179  * Something used the pte of a page under migration. We need to
180  * get to the page and wait until migration is finished.
181  * When we return from this function the fault will be retried.
182  */
183 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
184                                 unsigned long address)
185 {
186         pte_t *ptep, pte;
187         spinlock_t *ptl;
188         swp_entry_t entry;
189         struct page *page;
190
191         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
192         pte = *ptep;
193         if (!is_swap_pte(pte))
194                 goto out;
195
196         entry = pte_to_swp_entry(pte);
197         if (!is_migration_entry(entry))
198                 goto out;
199
200         page = migration_entry_to_page(entry);
201
202         /*
203          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
204          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
205          * against a page without get_page().
206          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
207          * will occur again.
208          */
209         if (!get_page_unless_zero(page))
210                 goto out;
211         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
212         wait_on_page_locked(page);
213         put_page(page);
214         return;
215 out:
216         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
217 }
218
219 /*
220  * Replace the page in the mapping.
221  *
222  * The number of remaining references must be:
223  * 1 for anonymous pages without a mapping
224  * 2 for pages with a mapping
225  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
226  */
227 static int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
228                 struct page *newpage, struct page *page)
229 {
230         int expected_count;
231         void **pslot;
232
233         if (!mapping) {
234                 /* Anonymous page without mapping */
235                 if (page_count(page) != 1)
236                         return -EAGAIN;
237                 return 0;
238         }
239
240         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
241
242         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
243                                         page_index(page));
244
245         expected_count = 2 + page_has_private(page);
246         if (page_count(page) != expected_count ||
247                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
248                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
249                 return -EAGAIN;
250         }
251
252         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
253                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
254                 return -EAGAIN;
255         }
256
257         /*
258          * Now we know that no one else is looking at the page.
259          */
260         get_page(newpage);      /* add cache reference */
261         if (PageSwapCache(page)) {
262                 SetPageSwapCache(newpage);
263                 set_page_private(newpage, page_private(page));
264         }
265
266         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
267
268         /*
269          * Drop cache reference from old page by unfreezing
270          * to one less reference.
271          * We know this isn't the last reference.
272          */
273         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
274
275         /*
276          * If moved to a different zone then also account
277          * the page for that zone. Other VM counters will be
278          * taken care of when we establish references to the
279          * new page and drop references to the old page.
280          *
281          * Note that anonymous pages are accounted for
282          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
283          * are mapped to swap space.
284          */
285         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
286         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
287         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
288                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
289                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
290         }
291         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
292
293         return 0;
294 }
295
296 /*
297  * The expected number of remaining references is the same as that
298  * of migrate_page_move_mapping().
299  */
300 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
301                                    struct page *newpage, struct page *page)
302 {
303         int expected_count;
304         void **pslot;
305
306         if (!mapping) {
307                 if (page_count(page) != 1)
308                         return -EAGAIN;
309                 return 0;
310         }
311
312         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
313
314         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
315                                         page_index(page));
316
317         expected_count = 2 + page_has_private(page);
318         if (page_count(page) != expected_count ||
319                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
320                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
321                 return -EAGAIN;
322         }
323
324         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
325                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
326                 return -EAGAIN;
327         }
328
329         get_page(newpage);
330
331         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
332
333         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
334
335         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
336         return 0;
337 }
338
339 /*
340  * Copy the page to its new location
341  */
342 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
343 {
344         if (PageHuge(page))
345                 copy_huge_page(newpage, page);
346         else
347                 copy_highpage(newpage, page);
348
349         if (PageError(page))
350                 SetPageError(newpage);
351         if (PageReferenced(page))
352                 SetPageReferenced(newpage);
353         if (PageUptodate(page))
354                 SetPageUptodate(newpage);
355         if (TestClearPageActive(page)) {
356                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
357                 SetPageActive(newpage);
358         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
359                 SetPageUnevictable(newpage);
360         if (PageChecked(page))
361                 SetPageChecked(newpage);
362         if (PageMappedToDisk(page))
363                 SetPageMappedToDisk(newpage);
364
365         if (PageDirty(page)) {
366                 clear_page_dirty_for_io(page);
367                 /*
368                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
369                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
370                  * but we can't use set_page_dirty because that function
371                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
372                  * Whereas only part of our page may be dirty.
373                  */
374                 __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
375         }
376
377         mlock_migrate_page(newpage, page);
378         ksm_migrate_page(newpage, page);
379
380         ClearPageSwapCache(page);
381         ClearPagePrivate(page);
382         set_page_private(page, 0);
383         page->mapping = NULL;
384
385         /*
386          * If any waiters have accumulated on the new page then
387          * wake them up.
388          */
389         if (PageWriteback(newpage))
390                 end_page_writeback(newpage);
391 }
392
393 /************************************************************
394  *                    Migration functions
395  ***********************************************************/
396
397 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
398 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
399                         struct page *newpage, struct page *page)
400 {
401         return -EIO;
402 }
403 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
404
405 /*
406  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
407  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
408  *
409  * Pages are locked upon entry and exit.
410  */
411 int migrate_page(struct address_space *mapping,
412                 struct page *newpage, struct page *page)
413 {
414         int rc;
415
416         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
417
418         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
419
420         if (rc)
421                 return rc;
422
423         migrate_page_copy(newpage, page);
424         return 0;
425 }
426 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
427
428 #ifdef CONFIG_BLOCK
429 /*
430  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
431  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
432  * exist.
433  */
434 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
435                 struct page *newpage, struct page *page)
436 {
437         struct buffer_head *bh, *head;
438         int rc;
439
440         if (!page_has_buffers(page))
441                 return migrate_page(mapping, newpage, page);
442
443         head = page_buffers(page);
444
445         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
446
447         if (rc)
448                 return rc;
449
450         bh = head;
451         do {
452                 get_bh(bh);
453                 lock_buffer(bh);
454                 bh = bh->b_this_page;
455
456         } while (bh != head);
457
458         ClearPagePrivate(page);
459         set_page_private(newpage, page_private(page));
460         set_page_private(page, 0);
461         put_page(page);
462         get_page(newpage);
463
464         bh = head;
465         do {
466                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
467                 bh = bh->b_this_page;
468
469         } while (bh != head);
470
471         SetPagePrivate(newpage);
472
473         migrate_page_copy(newpage, page);
474
475         bh = head;
476         do {
477                 unlock_buffer(bh);
478                 put_bh(bh);
479                 bh = bh->b_this_page;
480
481         } while (bh != head);
482
483         return 0;
484 }
485 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
486 #endif
487
488 /*
489  * Writeback a page to clean the dirty state
490  */
491 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
492 {
493         struct writeback_control wbc = {
494                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
495                 .nr_to_write = 1,
496                 .range_start = 0,
497                 .range_end = LLONG_MAX,
498                 .for_reclaim = 1
499         };
500         int rc;
501
502         if (!mapping->a_ops->writepage)
503                 /* No write method for the address space */
504                 return -EINVAL;
505
506         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
507                 /* Someone else already triggered a write */
508                 return -EAGAIN;
509
510         /*
511          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
512          * the page on some queue. So the page must be clean for
513          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
514          * page state is no longer what we checked for earlier.
515          * At this point we know that the migration attempt cannot
516          * be successful.
517          */
518         remove_migration_ptes(page, page);
519
520         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
521
522         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
523                 /* unlocked. Relock */
524                 lock_page(page);
525
526         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
527 }
528
529 /*
530  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
531  */
532 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
533         struct page *newpage, struct page *page)
534 {
535         if (PageDirty(page))
536                 return writeout(mapping, page);
537
538         /*
539          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
540          * We must have no buffers or drop them.
541          */
542         if (page_has_private(page) &&
543             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
544                 return -EAGAIN;
545
546         return migrate_page(mapping, newpage, page);
547 }
548
549 /*
550  * Move a page to a newly allocated page
551  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
552  *
553  * The new page will have replaced the old page if this function
554  * is successful.
555  *
556  * Return value:
557  *   < 0 - error code
558  *  == 0 - success
559  */
560 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
561                                         int remap_swapcache, bool sync)
562 {
563         struct address_space *mapping;
564         int rc;
565
566         /*
567          * Block others from accessing the page when we get around to
568          * establishing additional references. We are the only one
569          * holding a reference to the new page at this point.
570          */
571         if (!trylock_page(newpage))
572                 BUG();
573
574         /* Prepare mapping for the new page.*/
575         newpage->index = page->index;
576         newpage->mapping = page->mapping;
577         if (PageSwapBacked(page))
578                 SetPageSwapBacked(newpage);
579
580         mapping = page_mapping(page);
581         if (!mapping)
582                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page);
583         else {
584                 /*
585                  * Do not writeback pages if !sync and migratepage is
586                  * not pointing to migrate_page() which is nonblocking
587                  * (swapcache/tmpfs uses migratepage = migrate_page).
588                  */
589                 if (PageDirty(page) && !sync &&
590                     mapping->a_ops->migratepage != migrate_page)
591                         rc = -EBUSY;
592                 else if (mapping->a_ops->migratepage)
593                         /*
594                          * Most pages have a mapping and most filesystems
595                          * should provide a migration function. Anonymous
596                          * pages are part of swap space which also has its
597                          * own migration function. This is the most common
598                          * path for page migration.
599                          */
600                         rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
601                                                         newpage, page);
602                 else
603                         rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page);
604         }
605
606         if (rc) {
607                 newpage->mapping = NULL;
608         } else {
609                 if (remap_swapcache)
610                         remove_migration_ptes(page, newpage);
611         }
612
613         unlock_page(newpage);
614
615         return rc;
616 }
617
618 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
619                                 int force, bool offlining, bool sync)
620 {
621         int rc = -EAGAIN;
622         int remap_swapcache = 1;
623         int charge = 0;
624         struct mem_cgroup *mem;
625         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
626
627         if (!trylock_page(page)) {
628                 if (!force || !sync)
629                         goto out;
630
631                 /*
632                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
633                  * For example, during page readahead pages are added locked
634                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
635                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
636                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
637                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
638                  * second or third page, the process can end up locking
639                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
640                  * trying to be clever about what pages can be locked,
641                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
642                  * altogether.
643                  */
644                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
645                         goto out;
646
647                 lock_page(page);
648         }
649
650         /*
651          * Only memory hotplug's offline_pages() caller has locked out KSM,
652          * and can safely migrate a KSM page.  The other cases have skipped
653          * PageKsm along with PageReserved - but it is only now when we have
654          * the page lock that we can be certain it will not go KSM beneath us
655          * (KSM will not upgrade a page from PageAnon to PageKsm when it sees
656          * its pagecount raised, but only here do we take the page lock which
657          * serializes that).
658          */
659         if (PageKsm(page) && !offlining) {
660                 rc = -EBUSY;
661                 goto unlock;
662         }
663
664         /* charge against new page */
665         charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage, &mem, GFP_KERNEL);
666         if (charge == -ENOMEM) {
667                 rc = -ENOMEM;
668                 goto unlock;
669         }
670         BUG_ON(charge);
671
672         if (PageWriteback(page)) {
673                 /*
674                  * For !sync, there is no point retrying as the retry loop
675                  * is expected to be too short for PageWriteback to be cleared
676                  */
677                 if (!sync) {
678                         rc = -EBUSY;
679                         goto uncharge;
680                 }
681                 if (!force)
682                         goto uncharge;
683                 wait_on_page_writeback(page);
684         }
685         /*
686          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
687          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
688          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
689          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
690          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
691          * just care Anon page here.
692          */
693         if (PageAnon(page)) {
694                 /*
695                  * Only page_lock_anon_vma() understands the subtleties of
696                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
697                  */
698                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
699                 if (anon_vma) {
700                         /*
701                          * Anon page
702                          */
703                 } else if (PageSwapCache(page)) {
704                         /*
705                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
706                          * swapcache page is safe to use because we don't
707                          * know in advance if the VMA that this page belonged
708                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
709                          * data have been freed, then the anon_vma could
710                          * already be invalid.
711                          *
712                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
713                          * migrated but are not remapped when migration
714                          * completes
715                          */
716                         remap_swapcache = 0;
717                 } else {
718                         goto uncharge;
719                 }
720         }
721
722         /*
723          * Corner case handling:
724          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
725          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
726          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
727          * trigger a BUG.  So handle it here.
728          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
729          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
730          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
731          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
732          * free the metadata, so the page can be freed.
733          */
734         if (!page->mapping) {
735                 VM_BUG_ON(PageAnon(page));
736                 if (page_has_private(page)) {
737                         try_to_free_buffers(page);
738                         goto uncharge;
739                 }
740                 goto skip_unmap;
741         }
742
743         /* Establish migration ptes or remove ptes */
744         try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
745
746 skip_unmap:
747         if (!page_mapped(page))
748                 rc = move_to_new_page(newpage, page, remap_swapcache, sync);
749
750         if (rc && remap_swapcache)
751                 remove_migration_ptes(page, page);
752
753         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
754         if (anon_vma)
755                 put_anon_vma(anon_vma);
756
757 uncharge:
758         if (!charge)
759                 mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage, rc == 0);
760 unlock:
761         unlock_page(page);
762 out:
763         return rc;
764 }
765
766 /*
767  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
768  * to the newly allocated page in newpage.
769  */
770 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
771                         struct page *page, int force, bool offlining, bool sync)
772 {
773         int rc = 0;
774         int *result = NULL;
775         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
776
777         if (!newpage)
778                 return -ENOMEM;
779
780         mem_cgroup_reset_owner(newpage);
781
782         if (page_count(page) == 1) {
783                 /* page was freed from under us. So we are done. */
784                 goto out;
785         }
786
787         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
788                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
789                         goto out;
790
791         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, offlining, sync);
792 out:
793         if (rc != -EAGAIN) {
794                 /*
795                  * A page that has been migrated has all references
796                  * removed and will be freed. A page that has not been
797                  * migrated will have kepts its references and be
798                  * restored.
799                  */
800                 list_del(&page->lru);
801                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
802                                 page_is_file_cache(page));
803                 putback_lru_page(page);
804         }
805         /*
806          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
807          * then this will free the page.
808          */
809         putback_lru_page(newpage);
810         if (result) {
811                 if (rc)
812                         *result = rc;
813                 else
814                         *result = page_to_nid(newpage);
815         }
816         return rc;
817 }
818
819 /*
820  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
821  *
822  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
823  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
824  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
825  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
826  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
827  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
828  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
829  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
830  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
831  * hugepage migration fails without data corruption.
832  *
833  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
834  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
835  * will wait in the page fault for migration to complete.
836  */
837 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
838                                 unsigned long private, struct page *hpage,
839                                 int force, bool offlining, bool sync)
840 {
841         int rc = 0;
842         int *result = NULL;
843         struct page *new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
844         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
845
846         if (!new_hpage)
847                 return -ENOMEM;
848
849         rc = -EAGAIN;
850
851         if (!trylock_page(hpage)) {
852                 if (!force || !sync)
853                         goto out;
854                 lock_page(hpage);
855         }
856
857         if (PageAnon(hpage))
858                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
859
860         try_to_unmap(hpage, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
861
862         if (!page_mapped(hpage))
863                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, 1, sync);
864
865         if (rc)
866                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
867
868         if (anon_vma)
869                 put_anon_vma(anon_vma);
870         unlock_page(hpage);
871
872 out:
873         if (rc != -EAGAIN) {
874                 list_del(&hpage->lru);
875                 put_page(hpage);
876         }
877
878         put_page(new_hpage);
879
880         if (result) {
881                 if (rc)
882                         *result = rc;
883                 else
884                         *result = page_to_nid(new_hpage);
885         }
886         return rc;
887 }
888
889 /*
890  * migrate_pages
891  *
892  * The function takes one list of pages to migrate and a function
893  * that determines from the page to be migrated and the private data
894  * the target of the move and allocates the page.
895  *
896  * The function returns after 10 attempts or if no pages
897  * are movable anymore because to has become empty
898  * or no retryable pages exist anymore.
899  * Caller should call putback_lru_pages to return pages to the LRU
900  * or free list only if ret != 0.
901  *
902  * Return: Number of pages not migrated or error code.
903  */
904 int migrate_pages(struct list_head *from,
905                 new_page_t get_new_page, unsigned long private, bool offlining,
906                 bool sync)
907 {
908         int retry = 1;
909         int nr_failed = 0;
910         int pass = 0;
911         struct page *page;
912         struct page *page2;
913         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
914         int rc;
915
916         if (!swapwrite)
917                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
918
919         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
920                 retry = 0;
921
922                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
923                         cond_resched();
924
925                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
926                                                 page, pass > 2, offlining,
927                                                 sync);
928
929                         switch(rc) {
930                         case -ENOMEM:
931                                 goto out;
932                         case -EAGAIN:
933                                 retry++;
934                                 break;
935                         case 0:
936                                 break;
937                         default:
938                                 /* Permanent failure */
939                                 nr_failed++;
940                                 break;
941                         }
942                 }
943         }
944         rc = 0;
945 out:
946         if (!swapwrite)
947                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
948
949         if (rc)
950                 return rc;
951
952         return nr_failed + retry;
953 }
954
955 int migrate_huge_pages(struct list_head *from,
956                 new_page_t get_new_page, unsigned long private, bool offlining,
957                 bool sync)
958 {
959         int retry = 1;
960         int nr_failed = 0;
961         int pass = 0;
962         struct page *page;
963         struct page *page2;
964         int rc;
965
966         for (pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
967                 retry = 0;
968
969                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
970                         cond_resched();
971
972                         rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
973                                         private, page, pass > 2, offlining,
974                                         sync);
975
976                         switch(rc) {
977                         case -ENOMEM:
978                                 goto out;
979                         case -EAGAIN:
980                                 retry++;
981                                 break;
982                         case 0:
983                                 break;
984                         default:
985                                 /* Permanent failure */
986                                 nr_failed++;
987                                 break;
988                         }
989                 }
990         }
991         rc = 0;
992 out:
993         if (rc)
994                 return rc;
995
996         return nr_failed + retry;
997 }
998
999 #ifdef CONFIG_NUMA
1000 /*
1001  * Move a list of individual pages
1002  */
1003 struct page_to_node {
1004         unsigned long addr;
1005         struct page *page;
1006         int node;
1007         int status;
1008 };
1009
1010 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1011                 int **result)
1012 {
1013         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1014
1015         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1016                 pm++;
1017
1018         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1019                 return NULL;
1020
1021         *result = &pm->status;
1022
1023         return alloc_pages_exact_node(pm->node,
1024                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1029  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1030  * and the node number must contain a valid target node.
1031  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1032  */
1033 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1034                                       struct page_to_node *pm,
1035                                       int migrate_all)
1036 {
1037         int err;
1038         struct page_to_node *pp;
1039         LIST_HEAD(pagelist);
1040
1041         down_read(&mm->mmap_sem);
1042
1043         /*
1044          * Build a list of pages to migrate
1045          */
1046         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1047                 struct vm_area_struct *vma;
1048                 struct page *page;
1049
1050                 err = -EFAULT;
1051                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1052                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1053                         goto set_status;
1054
1055                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET|FOLL_SPLIT);
1056
1057                 err = PTR_ERR(page);
1058                 if (IS_ERR(page))
1059                         goto set_status;
1060
1061                 err = -ENOENT;
1062                 if (!page)
1063                         goto set_status;
1064
1065                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1066                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
1067                         goto put_and_set;
1068
1069                 pp->page = page;
1070                 err = page_to_nid(page);
1071
1072                 if (err == pp->node)
1073                         /*
1074                          * Node already in the right place
1075                          */
1076                         goto put_and_set;
1077
1078                 err = -EACCES;
1079                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1080                                 !migrate_all)
1081                         goto put_and_set;
1082
1083                 err = isolate_lru_page(page);
1084                 if (!err) {
1085                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1086                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1087                                             page_is_file_cache(page));
1088                 }
1089 put_and_set:
1090                 /*
1091                  * Either remove the duplicate refcount from
1092                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1093                  * not isolated.
1094                  */
1095                 put_page(page);
1096 set_status:
1097                 pp->status = err;
1098         }
1099
1100         err = 0;
1101         if (!list_empty(&pagelist)) {
1102                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
1103                                 (unsigned long)pm, 0, true);
1104                 if (err)
1105                         putback_lru_pages(&pagelist);
1106         }
1107
1108         up_read(&mm->mmap_sem);
1109         return err;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1114  * the corresponding array of status.
1115  */
1116 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, struct task_struct *task,
1117                          unsigned long nr_pages,
1118                          const void __user * __user *pages,
1119                          const int __user *nodes,
1120                          int __user *status, int flags)
1121 {
1122         struct page_to_node *pm;
1123         nodemask_t task_nodes;
1124         unsigned long chunk_nr_pages;
1125         unsigned long chunk_start;
1126         int err;
1127
1128         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1129
1130         err = -ENOMEM;
1131         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1132         if (!pm)
1133                 goto out;
1134
1135         migrate_prep();
1136
1137         /*
1138          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1139          * but keep the last one as a marker
1140          */
1141         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1142
1143         for (chunk_start = 0;
1144              chunk_start < nr_pages;
1145              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1146                 int j;
1147
1148                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1149                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1150
1151                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1152                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1153                         const void __user *p;
1154                         int node;
1155
1156                         err = -EFAULT;
1157                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1158                                 goto out_pm;
1159                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1160
1161                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1162                                 goto out_pm;
1163
1164                         err = -ENODEV;
1165                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1166                                 goto out_pm;
1167
1168                         if (!node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
1169                                 goto out_pm;
1170
1171                         err = -EACCES;
1172                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1173                                 goto out_pm;
1174
1175                         pm[j].node = node;
1176                 }
1177
1178                 /* End marker for this chunk */
1179                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1180
1181                 /* Migrate this chunk */
1182                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1183                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1184                 if (err < 0)
1185                         goto out_pm;
1186
1187                 /* Return status information */
1188                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1189                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1190                                 err = -EFAULT;
1191                                 goto out_pm;
1192                         }
1193         }
1194         err = 0;
1195
1196 out_pm:
1197         free_page((unsigned long)pm);
1198 out:
1199         return err;
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1204  */
1205 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1206                                 const void __user **pages, int *status)
1207 {
1208         unsigned long i;
1209
1210         down_read(&mm->mmap_sem);
1211
1212         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1213                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1214                 struct vm_area_struct *vma;
1215                 struct page *page;
1216                 int err = -EFAULT;
1217
1218                 vma = find_vma(mm, addr);
1219                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1220                         goto set_status;
1221
1222                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1223
1224                 err = PTR_ERR(page);
1225                 if (IS_ERR(page))
1226                         goto set_status;
1227
1228                 err = -ENOENT;
1229                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1230                 if (!page || PageReserved(page) || PageKsm(page))
1231                         goto set_status;
1232
1233                 err = page_to_nid(page);
1234 set_status:
1235                 *status = err;
1236
1237                 pages++;
1238                 status++;
1239         }
1240
1241         up_read(&mm->mmap_sem);
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1246  * a user array of status.
1247  */
1248 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1249                          const void __user * __user *pages,
1250                          int __user *status)
1251 {
1252 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1253         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1254         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1255
1256         while (nr_pages) {
1257                 unsigned long chunk_nr;
1258
1259                 chunk_nr = nr_pages;
1260                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1261                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1262
1263                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1264                         break;
1265
1266                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1267
1268                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1269                         break;
1270
1271                 pages += chunk_nr;
1272                 status += chunk_nr;
1273                 nr_pages -= chunk_nr;
1274         }
1275         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1280  * process.
1281  */
1282 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1283                 const void __user * __user *, pages,
1284                 const int __user *, nodes,
1285                 int __user *, status, int, flags)
1286 {
1287         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1288         struct task_struct *task;
1289         struct mm_struct *mm;
1290         int err;
1291
1292         /* Check flags */
1293         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1294                 return -EINVAL;
1295
1296         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1297                 return -EPERM;
1298
1299         /* Find the mm_struct */
1300         rcu_read_lock();
1301         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1302         if (!task) {
1303                 rcu_read_unlock();
1304                 return -ESRCH;
1305         }
1306         mm = get_task_mm(task);
1307         rcu_read_unlock();
1308
1309         if (!mm)
1310                 return -EINVAL;
1311
1312         /*
1313          * Check if this process has the right to modify the specified
1314          * process. The right exists if the process has administrative
1315          * capabilities, superuser privileges or the same
1316          * userid as the target process.
1317          */
1318         rcu_read_lock();
1319         tcred = __task_cred(task);
1320         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1321             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1322             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1323                 rcu_read_unlock();
1324                 err = -EPERM;
1325                 goto out;
1326         }
1327         rcu_read_unlock();
1328
1329         err = security_task_movememory(task);
1330         if (err)
1331                 goto out;
1332
1333         if (nodes) {
1334                 err = do_pages_move(mm, task, nr_pages, pages, nodes, status,
1335                                     flags);
1336         } else {
1337                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1338         }
1339
1340 out:
1341         mmput(mm);
1342         return err;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1347  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1348  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1349  */
1350 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1351         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1352 {
1353         struct vm_area_struct *vma;
1354         int err = 0;
1355
1356         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1357                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1358                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1359                         if (err)
1360                                 break;
1361                 }
1362         }
1363         return err;
1364 }
1365 #endif