mm: vmstat: add isolate pages
[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/module.h>
17 #include <linux/swap.h>
18 #include <linux/swapops.h>
19 #include <linux/pagemap.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/mm_inline.h>
22 #include <linux/nsproxy.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/rmap.h>
25 #include <linux/topology.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/vmalloc.h>
31 #include <linux/security.h>
32 #include <linux/memcontrol.h>
33 #include <linux/syscalls.h>
34
35 #include "internal.h"
36
37 #define lru_to_page(_head) (list_entry((_head)->prev, struct page, lru))
38
39 /*
40  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
41  * to be migrated using isolate_lru_page().
42  */
43 int migrate_prep(void)
44 {
45         /*
46          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
47          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
48          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
49          * pages that may be busy.
50          */
51         lru_add_drain_all();
52
53         return 0;
54 }
55
56 /*
57  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
58  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
59  *
60  * returns the number of pages put back.
61  */
62 int putback_lru_pages(struct list_head *l)
63 {
64         struct page *page;
65         struct page *page2;
66         int count = 0;
67
68         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
69                 list_del(&page->lru);
70                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
71                                     !!page_is_file_cache(page));
72                 putback_lru_page(page);
73                 count++;
74         }
75         return count;
76 }
77
78 /*
79  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
80  */
81 static void remove_migration_pte(struct vm_area_struct *vma,
82                 struct page *old, struct page *new)
83 {
84         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
85         swp_entry_t entry;
86         pgd_t *pgd;
87         pud_t *pud;
88         pmd_t *pmd;
89         pte_t *ptep, pte;
90         spinlock_t *ptl;
91         unsigned long addr = page_address_in_vma(new, vma);
92
93         if (addr == -EFAULT)
94                 return;
95
96         pgd = pgd_offset(mm, addr);
97         if (!pgd_present(*pgd))
98                 return;
99
100         pud = pud_offset(pgd, addr);
101         if (!pud_present(*pud))
102                 return;
103
104         pmd = pmd_offset(pud, addr);
105         if (!pmd_present(*pmd))
106                 return;
107
108         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
109
110         if (!is_swap_pte(*ptep)) {
111                 pte_unmap(ptep);
112                 return;
113         }
114
115         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
116         spin_lock(ptl);
117         pte = *ptep;
118         if (!is_swap_pte(pte))
119                 goto out;
120
121         entry = pte_to_swp_entry(pte);
122
123         if (!is_migration_entry(entry) || migration_entry_to_page(entry) != old)
124                 goto out;
125
126         get_page(new);
127         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
128         if (is_write_migration_entry(entry))
129                 pte = pte_mkwrite(pte);
130         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
131         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
132
133         if (PageAnon(new))
134                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
135         else
136                 page_add_file_rmap(new);
137
138         /* No need to invalidate - it was non-present before */
139         update_mmu_cache(vma, addr, pte);
140
141 out:
142         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
143 }
144
145 /*
146  * Note that remove_file_migration_ptes will only work on regular mappings,
147  * Nonlinear mappings do not use migration entries.
148  */
149 static void remove_file_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
150 {
151         struct vm_area_struct *vma;
152         struct address_space *mapping = new->mapping;
153         struct prio_tree_iter iter;
154         pgoff_t pgoff = new->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
155
156         if (!mapping)
157                 return;
158
159         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
160
161         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff)
162                 remove_migration_pte(vma, old, new);
163
164         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
165 }
166
167 /*
168  * Must hold mmap_sem lock on at least one of the vmas containing
169  * the page so that the anon_vma cannot vanish.
170  */
171 static void remove_anon_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
172 {
173         struct anon_vma *anon_vma;
174         struct vm_area_struct *vma;
175         unsigned long mapping;
176
177         mapping = (unsigned long)new->mapping;
178
179         if (!mapping || (mapping & PAGE_MAPPING_ANON) == 0)
180                 return;
181
182         /*
183          * We hold the mmap_sem lock. So no need to call page_lock_anon_vma.
184          */
185         anon_vma = (struct anon_vma *) (mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
186         spin_lock(&anon_vma->lock);
187
188         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node)
189                 remove_migration_pte(vma, old, new);
190
191         spin_unlock(&anon_vma->lock);
192 }
193
194 /*
195  * Get rid of all migration entries and replace them by
196  * references to the indicated page.
197  */
198 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
199 {
200         if (PageAnon(new))
201                 remove_anon_migration_ptes(old, new);
202         else
203                 remove_file_migration_ptes(old, new);
204 }
205
206 /*
207  * Something used the pte of a page under migration. We need to
208  * get to the page and wait until migration is finished.
209  * When we return from this function the fault will be retried.
210  *
211  * This function is called from do_swap_page().
212  */
213 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
214                                 unsigned long address)
215 {
216         pte_t *ptep, pte;
217         spinlock_t *ptl;
218         swp_entry_t entry;
219         struct page *page;
220
221         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
222         pte = *ptep;
223         if (!is_swap_pte(pte))
224                 goto out;
225
226         entry = pte_to_swp_entry(pte);
227         if (!is_migration_entry(entry))
228                 goto out;
229
230         page = migration_entry_to_page(entry);
231
232         /*
233          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
234          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
235          * against a page without get_page().
236          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
237          * will occur again.
238          */
239         if (!get_page_unless_zero(page))
240                 goto out;
241         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
242         wait_on_page_locked(page);
243         put_page(page);
244         return;
245 out:
246         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
247 }
248
249 /*
250  * Replace the page in the mapping.
251  *
252  * The number of remaining references must be:
253  * 1 for anonymous pages without a mapping
254  * 2 for pages with a mapping
255  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
256  */
257 static int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
258                 struct page *newpage, struct page *page)
259 {
260         int expected_count;
261         void **pslot;
262
263         if (!mapping) {
264                 /* Anonymous page without mapping */
265                 if (page_count(page) != 1)
266                         return -EAGAIN;
267                 return 0;
268         }
269
270         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
271
272         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
273                                         page_index(page));
274
275         expected_count = 2 + !!page_has_private(page);
276         if (page_count(page) != expected_count ||
277                         (struct page *)radix_tree_deref_slot(pslot) != page) {
278                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
279                 return -EAGAIN;
280         }
281
282         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
283                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
284                 return -EAGAIN;
285         }
286
287         /*
288          * Now we know that no one else is looking at the page.
289          */
290         get_page(newpage);      /* add cache reference */
291         if (PageSwapCache(page)) {
292                 SetPageSwapCache(newpage);
293                 set_page_private(newpage, page_private(page));
294         }
295
296         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
297
298         page_unfreeze_refs(page, expected_count);
299         /*
300          * Drop cache reference from old page.
301          * We know this isn't the last reference.
302          */
303         __put_page(page);
304
305         /*
306          * If moved to a different zone then also account
307          * the page for that zone. Other VM counters will be
308          * taken care of when we establish references to the
309          * new page and drop references to the old page.
310          *
311          * Note that anonymous pages are accounted for
312          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
313          * are mapped to swap space.
314          */
315         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
316         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
317         if (PageSwapBacked(page)) {
318                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
319                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
320         }
321         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
322
323         return 0;
324 }
325
326 /*
327  * Copy the page to its new location
328  */
329 static void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
330 {
331         int anon;
332
333         copy_highpage(newpage, page);
334
335         if (PageError(page))
336                 SetPageError(newpage);
337         if (PageReferenced(page))
338                 SetPageReferenced(newpage);
339         if (PageUptodate(page))
340                 SetPageUptodate(newpage);
341         if (TestClearPageActive(page)) {
342                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
343                 SetPageActive(newpage);
344         } else
345                 unevictable_migrate_page(newpage, page);
346         if (PageChecked(page))
347                 SetPageChecked(newpage);
348         if (PageMappedToDisk(page))
349                 SetPageMappedToDisk(newpage);
350
351         if (PageDirty(page)) {
352                 clear_page_dirty_for_io(page);
353                 /*
354                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
355                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
356                  * but we can't use set_page_dirty because that function
357                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
358                  * Wheras only part of our page may be dirty.
359                  */
360                 __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
361         }
362
363         mlock_migrate_page(newpage, page);
364
365         ClearPageSwapCache(page);
366         ClearPagePrivate(page);
367         set_page_private(page, 0);
368         /* page->mapping contains a flag for PageAnon() */
369         anon = PageAnon(page);
370         page->mapping = NULL;
371
372         /*
373          * If any waiters have accumulated on the new page then
374          * wake them up.
375          */
376         if (PageWriteback(newpage))
377                 end_page_writeback(newpage);
378 }
379
380 /************************************************************
381  *                    Migration functions
382  ***********************************************************/
383
384 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
385 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
386                         struct page *newpage, struct page *page)
387 {
388         return -EIO;
389 }
390 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
391
392 /*
393  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
394  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
395  *
396  * Pages are locked upon entry and exit.
397  */
398 int migrate_page(struct address_space *mapping,
399                 struct page *newpage, struct page *page)
400 {
401         int rc;
402
403         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
404
405         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
406
407         if (rc)
408                 return rc;
409
410         migrate_page_copy(newpage, page);
411         return 0;
412 }
413 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
414
415 #ifdef CONFIG_BLOCK
416 /*
417  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
418  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
419  * exist.
420  */
421 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
422                 struct page *newpage, struct page *page)
423 {
424         struct buffer_head *bh, *head;
425         int rc;
426
427         if (!page_has_buffers(page))
428                 return migrate_page(mapping, newpage, page);
429
430         head = page_buffers(page);
431
432         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
433
434         if (rc)
435                 return rc;
436
437         bh = head;
438         do {
439                 get_bh(bh);
440                 lock_buffer(bh);
441                 bh = bh->b_this_page;
442
443         } while (bh != head);
444
445         ClearPagePrivate(page);
446         set_page_private(newpage, page_private(page));
447         set_page_private(page, 0);
448         put_page(page);
449         get_page(newpage);
450
451         bh = head;
452         do {
453                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
454                 bh = bh->b_this_page;
455
456         } while (bh != head);
457
458         SetPagePrivate(newpage);
459
460         migrate_page_copy(newpage, page);
461
462         bh = head;
463         do {
464                 unlock_buffer(bh);
465                 put_bh(bh);
466                 bh = bh->b_this_page;
467
468         } while (bh != head);
469
470         return 0;
471 }
472 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
473 #endif
474
475 /*
476  * Writeback a page to clean the dirty state
477  */
478 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
479 {
480         struct writeback_control wbc = {
481                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
482                 .nr_to_write = 1,
483                 .range_start = 0,
484                 .range_end = LLONG_MAX,
485                 .nonblocking = 1,
486                 .for_reclaim = 1
487         };
488         int rc;
489
490         if (!mapping->a_ops->writepage)
491                 /* No write method for the address space */
492                 return -EINVAL;
493
494         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
495                 /* Someone else already triggered a write */
496                 return -EAGAIN;
497
498         /*
499          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
500          * the page on some queue. So the page must be clean for
501          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
502          * page state is no longer what we checked for earlier.
503          * At this point we know that the migration attempt cannot
504          * be successful.
505          */
506         remove_migration_ptes(page, page);
507
508         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
509
510         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
511                 /* unlocked. Relock */
512                 lock_page(page);
513
514         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
515 }
516
517 /*
518  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
519  */
520 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
521         struct page *newpage, struct page *page)
522 {
523         if (PageDirty(page))
524                 return writeout(mapping, page);
525
526         /*
527          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
528          * We must have no buffers or drop them.
529          */
530         if (page_has_private(page) &&
531             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
532                 return -EAGAIN;
533
534         return migrate_page(mapping, newpage, page);
535 }
536
537 /*
538  * Move a page to a newly allocated page
539  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
540  *
541  * The new page will have replaced the old page if this function
542  * is successful.
543  *
544  * Return value:
545  *   < 0 - error code
546  *  == 0 - success
547  */
548 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page)
549 {
550         struct address_space *mapping;
551         int rc;
552
553         /*
554          * Block others from accessing the page when we get around to
555          * establishing additional references. We are the only one
556          * holding a reference to the new page at this point.
557          */
558         if (!trylock_page(newpage))
559                 BUG();
560
561         /* Prepare mapping for the new page.*/
562         newpage->index = page->index;
563         newpage->mapping = page->mapping;
564         if (PageSwapBacked(page))
565                 SetPageSwapBacked(newpage);
566
567         mapping = page_mapping(page);
568         if (!mapping)
569                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page);
570         else if (mapping->a_ops->migratepage)
571                 /*
572                  * Most pages have a mapping and most filesystems
573                  * should provide a migration function. Anonymous
574                  * pages are part of swap space which also has its
575                  * own migration function. This is the most common
576                  * path for page migration.
577                  */
578                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
579                                                 newpage, page);
580         else
581                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page);
582
583         if (!rc) {
584                 remove_migration_ptes(page, newpage);
585         } else
586                 newpage->mapping = NULL;
587
588         unlock_page(newpage);
589
590         return rc;
591 }
592
593 /*
594  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
595  * to the newly allocated page in newpage.
596  */
597 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
598                         struct page *page, int force)
599 {
600         int rc = 0;
601         int *result = NULL;
602         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
603         int rcu_locked = 0;
604         int charge = 0;
605         struct mem_cgroup *mem;
606
607         if (!newpage)
608                 return -ENOMEM;
609
610         if (page_count(page) == 1) {
611                 /* page was freed from under us. So we are done. */
612                 goto move_newpage;
613         }
614
615         /* prepare cgroup just returns 0 or -ENOMEM */
616         rc = -EAGAIN;
617
618         if (!trylock_page(page)) {
619                 if (!force)
620                         goto move_newpage;
621                 lock_page(page);
622         }
623
624         /* charge against new page */
625         charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, &mem);
626         if (charge == -ENOMEM) {
627                 rc = -ENOMEM;
628                 goto unlock;
629         }
630         BUG_ON(charge);
631
632         if (PageWriteback(page)) {
633                 if (!force)
634                         goto uncharge;
635                 wait_on_page_writeback(page);
636         }
637         /*
638          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
639          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
640          * This rcu_read_lock() delays freeing anon_vma pointer until the end
641          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
642          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
643          * just care Anon page here.
644          */
645         if (PageAnon(page)) {
646                 rcu_read_lock();
647                 rcu_locked = 1;
648         }
649
650         /*
651          * Corner case handling:
652          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
653          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
654          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
655          * trigger a BUG.  So handle it here.
656          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
657          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
658          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
659          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
660          * free the metadata, so the page can be freed.
661          */
662         if (!page->mapping) {
663                 if (!PageAnon(page) && page_has_private(page)) {
664                         /*
665                          * Go direct to try_to_free_buffers() here because
666                          * a) that's what try_to_release_page() would do anyway
667                          * b) we may be under rcu_read_lock() here, so we can't
668                          *    use GFP_KERNEL which is what try_to_release_page()
669                          *    needs to be effective.
670                          */
671                         try_to_free_buffers(page);
672                         goto rcu_unlock;
673                 }
674                 goto skip_unmap;
675         }
676
677         /* Establish migration ptes or remove ptes */
678         try_to_unmap(page, 1);
679
680 skip_unmap:
681         if (!page_mapped(page))
682                 rc = move_to_new_page(newpage, page);
683
684         if (rc)
685                 remove_migration_ptes(page, page);
686 rcu_unlock:
687         if (rcu_locked)
688                 rcu_read_unlock();
689 uncharge:
690         if (!charge)
691                 mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage);
692 unlock:
693         unlock_page(page);
694
695         if (rc != -EAGAIN) {
696                 /*
697                  * A page that has been migrated has all references
698                  * removed and will be freed. A page that has not been
699                  * migrated will have kepts its references and be
700                  * restored.
701                  */
702                 list_del(&page->lru);
703                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
704                                     !!page_is_file_cache(page));
705                 putback_lru_page(page);
706         }
707
708 move_newpage:
709
710         /*
711          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
712          * then this will free the page.
713          */
714         putback_lru_page(newpage);
715
716         if (result) {
717                 if (rc)
718                         *result = rc;
719                 else
720                         *result = page_to_nid(newpage);
721         }
722         return rc;
723 }
724
725 /*
726  * migrate_pages
727  *
728  * The function takes one list of pages to migrate and a function
729  * that determines from the page to be migrated and the private data
730  * the target of the move and allocates the page.
731  *
732  * The function returns after 10 attempts or if no pages
733  * are movable anymore because to has become empty
734  * or no retryable pages exist anymore. All pages will be
735  * returned to the LRU or freed.
736  *
737  * Return: Number of pages not migrated or error code.
738  */
739 int migrate_pages(struct list_head *from,
740                 new_page_t get_new_page, unsigned long private)
741 {
742         int retry = 1;
743         int nr_failed = 0;
744         int pass = 0;
745         struct page *page;
746         struct page *page2;
747         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
748         int rc;
749         unsigned long flags;
750
751         local_irq_save(flags);
752         list_for_each_entry(page, from, lru)
753                 __inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
754                                       !!page_is_file_cache(page));
755         local_irq_restore(flags);
756
757         if (!swapwrite)
758                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
759
760         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
761                 retry = 0;
762
763                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
764                         cond_resched();
765
766                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
767                                                 page, pass > 2);
768
769                         switch(rc) {
770                         case -ENOMEM:
771                                 goto out;
772                         case -EAGAIN:
773                                 retry++;
774                                 break;
775                         case 0:
776                                 break;
777                         default:
778                                 /* Permanent failure */
779                                 nr_failed++;
780                                 break;
781                         }
782                 }
783         }
784         rc = 0;
785 out:
786         if (!swapwrite)
787                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
788
789         putback_lru_pages(from);
790
791         if (rc)
792                 return rc;
793
794         return nr_failed + retry;
795 }
796
797 #ifdef CONFIG_NUMA
798 /*
799  * Move a list of individual pages
800  */
801 struct page_to_node {
802         unsigned long addr;
803         struct page *page;
804         int node;
805         int status;
806 };
807
808 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
809                 int **result)
810 {
811         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
812
813         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
814                 pm++;
815
816         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
817                 return NULL;
818
819         *result = &pm->status;
820
821         return alloc_pages_exact_node(pm->node,
822                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
823 }
824
825 /*
826  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
827  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
828  * and the node number must contain a valid target node.
829  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
830  */
831 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
832                                       struct page_to_node *pm,
833                                       int migrate_all)
834 {
835         int err;
836         struct page_to_node *pp;
837         LIST_HEAD(pagelist);
838
839         down_read(&mm->mmap_sem);
840
841         /*
842          * Build a list of pages to migrate
843          */
844         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
845                 struct vm_area_struct *vma;
846                 struct page *page;
847
848                 err = -EFAULT;
849                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
850                 if (!vma || !vma_migratable(vma))
851                         goto set_status;
852
853                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET);
854
855                 err = PTR_ERR(page);
856                 if (IS_ERR(page))
857                         goto set_status;
858
859                 err = -ENOENT;
860                 if (!page)
861                         goto set_status;
862
863                 if (PageReserved(page))         /* Check for zero page */
864                         goto put_and_set;
865
866                 pp->page = page;
867                 err = page_to_nid(page);
868
869                 if (err == pp->node)
870                         /*
871                          * Node already in the right place
872                          */
873                         goto put_and_set;
874
875                 err = -EACCES;
876                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
877                                 !migrate_all)
878                         goto put_and_set;
879
880                 err = isolate_lru_page(page);
881                 if (!err)
882                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
883 put_and_set:
884                 /*
885                  * Either remove the duplicate refcount from
886                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
887                  * not isolated.
888                  */
889                 put_page(page);
890 set_status:
891                 pp->status = err;
892         }
893
894         err = 0;
895         if (!list_empty(&pagelist))
896                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
897                                 (unsigned long)pm);
898
899         up_read(&mm->mmap_sem);
900         return err;
901 }
902
903 /*
904  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
905  * the corresponding array of status.
906  */
907 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, struct task_struct *task,
908                          unsigned long nr_pages,
909                          const void __user * __user *pages,
910                          const int __user *nodes,
911                          int __user *status, int flags)
912 {
913         struct page_to_node *pm;
914         nodemask_t task_nodes;
915         unsigned long chunk_nr_pages;
916         unsigned long chunk_start;
917         int err;
918
919         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
920
921         err = -ENOMEM;
922         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
923         if (!pm)
924                 goto out;
925
926         migrate_prep();
927
928         /*
929          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
930          * but keep the last one as a marker
931          */
932         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
933
934         for (chunk_start = 0;
935              chunk_start < nr_pages;
936              chunk_start += chunk_nr_pages) {
937                 int j;
938
939                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
940                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
941
942                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
943                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
944                         const void __user *p;
945                         int node;
946
947                         err = -EFAULT;
948                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
949                                 goto out_pm;
950                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
951
952                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
953                                 goto out_pm;
954
955                         err = -ENODEV;
956                         if (!node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
957                                 goto out_pm;
958
959                         err = -EACCES;
960                         if (!node_isset(node, task_nodes))
961                                 goto out_pm;
962
963                         pm[j].node = node;
964                 }
965
966                 /* End marker for this chunk */
967                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
968
969                 /* Migrate this chunk */
970                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
971                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
972                 if (err < 0)
973                         goto out_pm;
974
975                 /* Return status information */
976                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
977                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
978                                 err = -EFAULT;
979                                 goto out_pm;
980                         }
981         }
982         err = 0;
983
984 out_pm:
985         free_page((unsigned long)pm);
986 out:
987         return err;
988 }
989
990 /*
991  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
992  */
993 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
994                                 const void __user **pages, int *status)
995 {
996         unsigned long i;
997
998         down_read(&mm->mmap_sem);
999
1000         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1001                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1002                 struct vm_area_struct *vma;
1003                 struct page *page;
1004                 int err = -EFAULT;
1005
1006                 vma = find_vma(mm, addr);
1007                 if (!vma)
1008                         goto set_status;
1009
1010                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1011
1012                 err = PTR_ERR(page);
1013                 if (IS_ERR(page))
1014                         goto set_status;
1015
1016                 err = -ENOENT;
1017                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1018                 if (!page || PageReserved(page))
1019                         goto set_status;
1020
1021                 err = page_to_nid(page);
1022 set_status:
1023                 *status = err;
1024
1025                 pages++;
1026                 status++;
1027         }
1028
1029         up_read(&mm->mmap_sem);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1034  * a user array of status.
1035  */
1036 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1037                          const void __user * __user *pages,
1038                          int __user *status)
1039 {
1040 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1041         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1042         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1043         unsigned long i, chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1044         int err;
1045
1046         for (i = 0; i < nr_pages; i += chunk_nr) {
1047                 if (chunk_nr + i > nr_pages)
1048                         chunk_nr = nr_pages - i;
1049
1050                 err = copy_from_user(chunk_pages, &pages[i],
1051                                      chunk_nr * sizeof(*chunk_pages));
1052                 if (err) {
1053                         err = -EFAULT;
1054                         goto out;
1055                 }
1056
1057                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1058
1059                 err = copy_to_user(&status[i], chunk_status,
1060                                    chunk_nr * sizeof(*chunk_status));
1061                 if (err) {
1062                         err = -EFAULT;
1063                         goto out;
1064                 }
1065         }
1066         err = 0;
1067
1068 out:
1069         return err;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1074  * process.
1075  */
1076 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1077                 const void __user * __user *, pages,
1078                 const int __user *, nodes,
1079                 int __user *, status, int, flags)
1080 {
1081         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1082         struct task_struct *task;
1083         struct mm_struct *mm;
1084         int err;
1085
1086         /* Check flags */
1087         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1088                 return -EINVAL;
1089
1090         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1091                 return -EPERM;
1092
1093         /* Find the mm_struct */
1094         read_lock(&tasklist_lock);
1095         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1096         if (!task) {
1097                 read_unlock(&tasklist_lock);
1098                 return -ESRCH;
1099         }
1100         mm = get_task_mm(task);
1101         read_unlock(&tasklist_lock);
1102
1103         if (!mm)
1104                 return -EINVAL;
1105
1106         /*
1107          * Check if this process has the right to modify the specified
1108          * process. The right exists if the process has administrative
1109          * capabilities, superuser privileges or the same
1110          * userid as the target process.
1111          */
1112         rcu_read_lock();
1113         tcred = __task_cred(task);
1114         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1115             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1116             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1117                 rcu_read_unlock();
1118                 err = -EPERM;
1119                 goto out;
1120         }
1121         rcu_read_unlock();
1122
1123         err = security_task_movememory(task);
1124         if (err)
1125                 goto out;
1126
1127         if (nodes) {
1128                 err = do_pages_move(mm, task, nr_pages, pages, nodes, status,
1129                                     flags);
1130         } else {
1131                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1132         }
1133
1134 out:
1135         mmput(mm);
1136         return err;
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1141  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1142  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1143  */
1144 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1145         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1146 {
1147         struct vm_area_struct *vma;
1148         int err = 0;
1149
1150         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1151                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1152                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1153                         if (err)
1154                                 break;
1155                 }
1156         }
1157         return err;
1158 }
1159 #endif