mm: clean up __count_immobile_pages()
[linux-3.10.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
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
45  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
46  * undesirable, use migrate_prep_local()
47  */
48 int migrate_prep(void)
49 {
50         /*
51          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
52          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
53          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
54          * pages that may be busy.
55          */
56         lru_add_drain_all();
57
58         return 0;
59 }
60
61 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
62 int migrate_prep_local(void)
63 {
64         lru_add_drain();
65
66         return 0;
67 }
68
69 /*
70  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
71  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
72  */
73 void putback_lru_pages(struct list_head *l)
74 {
75         struct page *page;
76         struct page *page2;
77
78         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
79                 list_del(&page->lru);
80                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
81                                 page_is_file_cache(page));
82                 putback_lru_page(page);
83         }
84 }
85
86 /*
87  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
88  */
89 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
90                                  unsigned long addr, void *old)
91 {
92         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
93         swp_entry_t entry;
94         pgd_t *pgd;
95         pud_t *pud;
96         pmd_t *pmd;
97         pte_t *ptep, pte;
98         spinlock_t *ptl;
99
100         if (unlikely(PageHuge(new))) {
101                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
102                 if (!ptep)
103                         goto out;
104                 ptl = &mm->page_table_lock;
105         } else {
106                 pgd = pgd_offset(mm, addr);
107                 if (!pgd_present(*pgd))
108                         goto out;
109
110                 pud = pud_offset(pgd, addr);
111                 if (!pud_present(*pud))
112                         goto out;
113
114                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
115                 if (pmd_trans_huge(*pmd))
116                         goto out;
117                 if (!pmd_present(*pmd))
118                         goto out;
119
120                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
121
122                 /*
123                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
124                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
125                  */
126
127                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
128         }
129
130         spin_lock(ptl);
131         pte = *ptep;
132         if (!is_swap_pte(pte))
133                 goto unlock;
134
135         entry = pte_to_swp_entry(pte);
136
137         if (!is_migration_entry(entry) ||
138             migration_entry_to_page(entry) != old)
139                 goto unlock;
140
141         get_page(new);
142         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
143         if (is_write_migration_entry(entry))
144                 pte = pte_mkwrite(pte);
145 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
146         if (PageHuge(new))
147                 pte = pte_mkhuge(pte);
148 #endif
149         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
150         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
151
152         if (PageHuge(new)) {
153                 if (PageAnon(new))
154                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
155                 else
156                         page_dup_rmap(new);
157         } else if (PageAnon(new))
158                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
159         else
160                 page_add_file_rmap(new);
161
162         /* No need to invalidate - it was non-present before */
163         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
164 unlock:
165         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
166 out:
167         return SWAP_AGAIN;
168 }
169
170 /*
171  * Get rid of all migration entries and replace them by
172  * references to the indicated page.
173  */
174 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
175 {
176         rmap_walk(new, remove_migration_pte, old);
177 }
178
179 /*
180  * Something used the pte of a page under migration. We need to
181  * get to the page and wait until migration is finished.
182  * When we return from this function the fault will be retried.
183  */
184 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
185                                 unsigned long address)
186 {
187         pte_t *ptep, pte;
188         spinlock_t *ptl;
189         swp_entry_t entry;
190         struct page *page;
191
192         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
193         pte = *ptep;
194         if (!is_swap_pte(pte))
195                 goto out;
196
197         entry = pte_to_swp_entry(pte);
198         if (!is_migration_entry(entry))
199                 goto out;
200
201         page = migration_entry_to_page(entry);
202
203         /*
204          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
205          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
206          * against a page without get_page().
207          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
208          * will occur again.
209          */
210         if (!get_page_unless_zero(page))
211                 goto out;
212         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
213         wait_on_page_locked(page);
214         put_page(page);
215         return;
216 out:
217         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
218 }
219
220 #ifdef CONFIG_BLOCK
221 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
222 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
223                                                         enum migrate_mode mode)
224 {
225         struct buffer_head *bh = head;
226
227         /* Simple case, sync compaction */
228         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
229                 do {
230                         get_bh(bh);
231                         lock_buffer(bh);
232                         bh = bh->b_this_page;
233
234                 } while (bh != head);
235
236                 return true;
237         }
238
239         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
240         do {
241                 get_bh(bh);
242                 if (!trylock_buffer(bh)) {
243                         /*
244                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
245                          * async migration. Release the taken locks
246                          */
247                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
248                         put_bh(failed_bh);
249                         bh = head;
250                         while (bh != failed_bh) {
251                                 unlock_buffer(bh);
252                                 put_bh(bh);
253                                 bh = bh->b_this_page;
254                         }
255                         return false;
256                 }
257
258                 bh = bh->b_this_page;
259         } while (bh != head);
260         return true;
261 }
262 #else
263 static inline bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
264                                                         enum migrate_mode mode)
265 {
266         return true;
267 }
268 #endif /* CONFIG_BLOCK */
269
270 /*
271  * Replace the page in the mapping.
272  *
273  * The number of remaining references must be:
274  * 1 for anonymous pages without a mapping
275  * 2 for pages with a mapping
276  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
277  */
278 static int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
279                 struct page *newpage, struct page *page,
280                 struct buffer_head *head, enum migrate_mode mode)
281 {
282         int expected_count;
283         void **pslot;
284
285         if (!mapping) {
286                 /* Anonymous page without mapping */
287                 if (page_count(page) != 1)
288                         return -EAGAIN;
289                 return 0;
290         }
291
292         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
293
294         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
295                                         page_index(page));
296
297         expected_count = 2 + page_has_private(page);
298         if (page_count(page) != expected_count ||
299                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
300                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
301                 return -EAGAIN;
302         }
303
304         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
305                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
306                 return -EAGAIN;
307         }
308
309         /*
310          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
311          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
312          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
313          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
314          * block waiting on other references to be dropped.
315          */
316         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
317                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
318                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
319                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
320                 return -EAGAIN;
321         }
322
323         /*
324          * Now we know that no one else is looking at the page.
325          */
326         get_page(newpage);      /* add cache reference */
327         if (PageSwapCache(page)) {
328                 SetPageSwapCache(newpage);
329                 set_page_private(newpage, page_private(page));
330         }
331
332         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
333
334         /*
335          * Drop cache reference from old page by unfreezing
336          * to one less reference.
337          * We know this isn't the last reference.
338          */
339         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
340
341         /*
342          * If moved to a different zone then also account
343          * the page for that zone. Other VM counters will be
344          * taken care of when we establish references to the
345          * new page and drop references to the old page.
346          *
347          * Note that anonymous pages are accounted for
348          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
349          * are mapped to swap space.
350          */
351         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
352         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
353         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
354                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
355                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
356         }
357         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
358
359         return 0;
360 }
361
362 /*
363  * The expected number of remaining references is the same as that
364  * of migrate_page_move_mapping().
365  */
366 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
367                                    struct page *newpage, struct page *page)
368 {
369         int expected_count;
370         void **pslot;
371
372         if (!mapping) {
373                 if (page_count(page) != 1)
374                         return -EAGAIN;
375                 return 0;
376         }
377
378         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
379
380         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
381                                         page_index(page));
382
383         expected_count = 2 + page_has_private(page);
384         if (page_count(page) != expected_count ||
385                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
386                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
387                 return -EAGAIN;
388         }
389
390         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
391                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
392                 return -EAGAIN;
393         }
394
395         get_page(newpage);
396
397         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
398
399         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
400
401         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
402         return 0;
403 }
404
405 /*
406  * Copy the page to its new location
407  */
408 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
409 {
410         if (PageHuge(page))
411                 copy_huge_page(newpage, page);
412         else
413                 copy_highpage(newpage, page);
414
415         if (PageError(page))
416                 SetPageError(newpage);
417         if (PageReferenced(page))
418                 SetPageReferenced(newpage);
419         if (PageUptodate(page))
420                 SetPageUptodate(newpage);
421         if (TestClearPageActive(page)) {
422                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
423                 SetPageActive(newpage);
424         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
425                 SetPageUnevictable(newpage);
426         if (PageChecked(page))
427                 SetPageChecked(newpage);
428         if (PageMappedToDisk(page))
429                 SetPageMappedToDisk(newpage);
430
431         if (PageDirty(page)) {
432                 clear_page_dirty_for_io(page);
433                 /*
434                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
435                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
436                  * but we can't use set_page_dirty because that function
437                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
438                  * Whereas only part of our page may be dirty.
439                  */
440                 if (PageSwapBacked(page))
441                         SetPageDirty(newpage);
442                 else
443                         __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
444         }
445
446         mlock_migrate_page(newpage, page);
447         ksm_migrate_page(newpage, page);
448
449         ClearPageSwapCache(page);
450         ClearPagePrivate(page);
451         set_page_private(page, 0);
452
453         /*
454          * If any waiters have accumulated on the new page then
455          * wake them up.
456          */
457         if (PageWriteback(newpage))
458                 end_page_writeback(newpage);
459 }
460
461 /************************************************************
462  *                    Migration functions
463  ***********************************************************/
464
465 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
466 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
467                         struct page *newpage, struct page *page)
468 {
469         return -EIO;
470 }
471 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
472
473 /*
474  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
475  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
476  *
477  * Pages are locked upon entry and exit.
478  */
479 int migrate_page(struct address_space *mapping,
480                 struct page *newpage, struct page *page,
481                 enum migrate_mode mode)
482 {
483         int rc;
484
485         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
486
487         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode);
488
489         if (rc)
490                 return rc;
491
492         migrate_page_copy(newpage, page);
493         return 0;
494 }
495 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
496
497 #ifdef CONFIG_BLOCK
498 /*
499  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
500  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
501  * exist.
502  */
503 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
504                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
505 {
506         struct buffer_head *bh, *head;
507         int rc;
508
509         if (!page_has_buffers(page))
510                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
511
512         head = page_buffers(page);
513
514         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode);
515
516         if (rc)
517                 return rc;
518
519         /*
520          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
521          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
522          * need to be locked now
523          */
524         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
525                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
526
527         ClearPagePrivate(page);
528         set_page_private(newpage, page_private(page));
529         set_page_private(page, 0);
530         put_page(page);
531         get_page(newpage);
532
533         bh = head;
534         do {
535                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
536                 bh = bh->b_this_page;
537
538         } while (bh != head);
539
540         SetPagePrivate(newpage);
541
542         migrate_page_copy(newpage, page);
543
544         bh = head;
545         do {
546                 unlock_buffer(bh);
547                 put_bh(bh);
548                 bh = bh->b_this_page;
549
550         } while (bh != head);
551
552         return 0;
553 }
554 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
555 #endif
556
557 /*
558  * Writeback a page to clean the dirty state
559  */
560 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
561 {
562         struct writeback_control wbc = {
563                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
564                 .nr_to_write = 1,
565                 .range_start = 0,
566                 .range_end = LLONG_MAX,
567                 .for_reclaim = 1
568         };
569         int rc;
570
571         if (!mapping->a_ops->writepage)
572                 /* No write method for the address space */
573                 return -EINVAL;
574
575         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
576                 /* Someone else already triggered a write */
577                 return -EAGAIN;
578
579         /*
580          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
581          * the page on some queue. So the page must be clean for
582          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
583          * page state is no longer what we checked for earlier.
584          * At this point we know that the migration attempt cannot
585          * be successful.
586          */
587         remove_migration_ptes(page, page);
588
589         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
590
591         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
592                 /* unlocked. Relock */
593                 lock_page(page);
594
595         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
596 }
597
598 /*
599  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
600  */
601 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
602         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
603 {
604         if (PageDirty(page)) {
605                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
606                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
607                         return -EBUSY;
608                 return writeout(mapping, page);
609         }
610
611         /*
612          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
613          * We must have no buffers or drop them.
614          */
615         if (page_has_private(page) &&
616             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
617                 return -EAGAIN;
618
619         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
620 }
621
622 /*
623  * Move a page to a newly allocated page
624  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
625  *
626  * The new page will have replaced the old page if this function
627  * is successful.
628  *
629  * Return value:
630  *   < 0 - error code
631  *  == 0 - success
632  */
633 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
634                                 int remap_swapcache, enum migrate_mode mode)
635 {
636         struct address_space *mapping;
637         int rc;
638
639         /*
640          * Block others from accessing the page when we get around to
641          * establishing additional references. We are the only one
642          * holding a reference to the new page at this point.
643          */
644         if (!trylock_page(newpage))
645                 BUG();
646
647         /* Prepare mapping for the new page.*/
648         newpage->index = page->index;
649         newpage->mapping = page->mapping;
650         if (PageSwapBacked(page))
651                 SetPageSwapBacked(newpage);
652
653         mapping = page_mapping(page);
654         if (!mapping)
655                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
656         else if (mapping->a_ops->migratepage)
657                 /*
658                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
659                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
660                  * space which also has its own migratepage callback. This
661                  * is the most common path for page migration.
662                  */
663                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
664                                                 newpage, page, mode);
665         else
666                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
667
668         if (rc) {
669                 newpage->mapping = NULL;
670         } else {
671                 if (remap_swapcache)
672                         remove_migration_ptes(page, newpage);
673                 page->mapping = NULL;
674         }
675
676         unlock_page(newpage);
677
678         return rc;
679 }
680
681 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
682                         int force, bool offlining, enum migrate_mode mode)
683 {
684         int rc = -EAGAIN;
685         int remap_swapcache = 1;
686         int charge = 0;
687         struct mem_cgroup *mem;
688         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
689
690         if (!trylock_page(page)) {
691                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
692                         goto out;
693
694                 /*
695                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
696                  * For example, during page readahead pages are added locked
697                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
698                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
699                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
700                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
701                  * second or third page, the process can end up locking
702                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
703                  * trying to be clever about what pages can be locked,
704                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
705                  * altogether.
706                  */
707                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
708                         goto out;
709
710                 lock_page(page);
711         }
712
713         /*
714          * Only memory hotplug's offline_pages() caller has locked out KSM,
715          * and can safely migrate a KSM page.  The other cases have skipped
716          * PageKsm along with PageReserved - but it is only now when we have
717          * the page lock that we can be certain it will not go KSM beneath us
718          * (KSM will not upgrade a page from PageAnon to PageKsm when it sees
719          * its pagecount raised, but only here do we take the page lock which
720          * serializes that).
721          */
722         if (PageKsm(page) && !offlining) {
723                 rc = -EBUSY;
724                 goto unlock;
725         }
726
727         /* charge against new page */
728         charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage, &mem, GFP_KERNEL);
729         if (charge == -ENOMEM) {
730                 rc = -ENOMEM;
731                 goto unlock;
732         }
733         BUG_ON(charge);
734
735         if (PageWriteback(page)) {
736                 /*
737                  * Only in the case of a full syncronous migration is it
738                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
739                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
740                  * the overhead of stalling is too much
741                  */
742                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
743                         rc = -EBUSY;
744                         goto uncharge;
745                 }
746                 if (!force)
747                         goto uncharge;
748                 wait_on_page_writeback(page);
749         }
750         /*
751          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
752          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
753          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
754          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
755          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
756          * just care Anon page here.
757          */
758         if (PageAnon(page)) {
759                 /*
760                  * Only page_lock_anon_vma() understands the subtleties of
761                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
762                  */
763                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
764                 if (anon_vma) {
765                         /*
766                          * Anon page
767                          */
768                 } else if (PageSwapCache(page)) {
769                         /*
770                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
771                          * swapcache page is safe to use because we don't
772                          * know in advance if the VMA that this page belonged
773                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
774                          * data have been freed, then the anon_vma could
775                          * already be invalid.
776                          *
777                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
778                          * migrated but are not remapped when migration
779                          * completes
780                          */
781                         remap_swapcache = 0;
782                 } else {
783                         goto uncharge;
784                 }
785         }
786
787         /*
788          * Corner case handling:
789          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
790          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
791          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
792          * trigger a BUG.  So handle it here.
793          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
794          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
795          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
796          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
797          * free the metadata, so the page can be freed.
798          */
799         if (!page->mapping) {
800                 VM_BUG_ON(PageAnon(page));
801                 if (page_has_private(page)) {
802                         try_to_free_buffers(page);
803                         goto uncharge;
804                 }
805                 goto skip_unmap;
806         }
807
808         /* Establish migration ptes or remove ptes */
809         try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
810
811 skip_unmap:
812         if (!page_mapped(page))
813                 rc = move_to_new_page(newpage, page, remap_swapcache, mode);
814
815         if (rc && remap_swapcache)
816                 remove_migration_ptes(page, page);
817
818         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
819         if (anon_vma)
820                 put_anon_vma(anon_vma);
821
822 uncharge:
823         if (!charge)
824                 mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage, rc == 0);
825 unlock:
826         unlock_page(page);
827 out:
828         return rc;
829 }
830
831 /*
832  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
833  * to the newly allocated page in newpage.
834  */
835 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
836                         struct page *page, int force, bool offlining,
837                         enum migrate_mode mode)
838 {
839         int rc = 0;
840         int *result = NULL;
841         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
842
843         if (!newpage)
844                 return -ENOMEM;
845
846         if (page_count(page) == 1) {
847                 /* page was freed from under us. So we are done. */
848                 goto out;
849         }
850
851         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
852                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
853                         goto out;
854
855         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, offlining, mode);
856 out:
857         if (rc != -EAGAIN) {
858                 /*
859                  * A page that has been migrated has all references
860                  * removed and will be freed. A page that has not been
861                  * migrated will have kepts its references and be
862                  * restored.
863                  */
864                 list_del(&page->lru);
865                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
866                                 page_is_file_cache(page));
867                 putback_lru_page(page);
868         }
869         /*
870          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
871          * then this will free the page.
872          */
873         putback_lru_page(newpage);
874         if (result) {
875                 if (rc)
876                         *result = rc;
877                 else
878                         *result = page_to_nid(newpage);
879         }
880         return rc;
881 }
882
883 /*
884  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
885  *
886  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
887  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
888  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
889  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
890  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
891  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
892  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
893  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
894  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
895  * hugepage migration fails without data corruption.
896  *
897  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
898  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
899  * will wait in the page fault for migration to complete.
900  */
901 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
902                                 unsigned long private, struct page *hpage,
903                                 int force, bool offlining,
904                                 enum migrate_mode mode)
905 {
906         int rc = 0;
907         int *result = NULL;
908         struct page *new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
909         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
910
911         if (!new_hpage)
912                 return -ENOMEM;
913
914         rc = -EAGAIN;
915
916         if (!trylock_page(hpage)) {
917                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
918                         goto out;
919                 lock_page(hpage);
920         }
921
922         if (PageAnon(hpage))
923                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
924
925         try_to_unmap(hpage, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
926
927         if (!page_mapped(hpage))
928                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, 1, mode);
929
930         if (rc)
931                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
932
933         if (anon_vma)
934                 put_anon_vma(anon_vma);
935
936         if (!rc)
937                 hugetlb_cgroup_migrate(hpage, new_hpage);
938
939         unlock_page(hpage);
940 out:
941         put_page(new_hpage);
942         if (result) {
943                 if (rc)
944                         *result = rc;
945                 else
946                         *result = page_to_nid(new_hpage);
947         }
948         return rc;
949 }
950
951 /*
952  * migrate_pages
953  *
954  * The function takes one list of pages to migrate and a function
955  * that determines from the page to be migrated and the private data
956  * the target of the move and allocates the page.
957  *
958  * The function returns after 10 attempts or if no pages
959  * are movable anymore because to has become empty
960  * or no retryable pages exist anymore.
961  * Caller should call putback_lru_pages to return pages to the LRU
962  * or free list only if ret != 0.
963  *
964  * Return: Number of pages not migrated or error code.
965  */
966 int migrate_pages(struct list_head *from,
967                 new_page_t get_new_page, unsigned long private, bool offlining,
968                 enum migrate_mode mode)
969 {
970         int retry = 1;
971         int nr_failed = 0;
972         int pass = 0;
973         struct page *page;
974         struct page *page2;
975         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
976         int rc;
977
978         if (!swapwrite)
979                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
980
981         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
982                 retry = 0;
983
984                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
985                         cond_resched();
986
987                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
988                                                 page, pass > 2, offlining,
989                                                 mode);
990
991                         switch(rc) {
992                         case -ENOMEM:
993                                 goto out;
994                         case -EAGAIN:
995                                 retry++;
996                                 break;
997                         case 0:
998                                 break;
999                         default:
1000                                 /* Permanent failure */
1001                                 nr_failed++;
1002                                 break;
1003                         }
1004                 }
1005         }
1006         rc = 0;
1007 out:
1008         if (!swapwrite)
1009                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1010
1011         if (rc)
1012                 return rc;
1013
1014         return nr_failed + retry;
1015 }
1016
1017 int migrate_huge_page(struct page *hpage, new_page_t get_new_page,
1018                       unsigned long private, bool offlining,
1019                       enum migrate_mode mode)
1020 {
1021         int pass, rc;
1022
1023         for (pass = 0; pass < 10; pass++) {
1024                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1025                                               private, hpage, pass > 2, offlining,
1026                                               mode);
1027                 switch (rc) {
1028                 case -ENOMEM:
1029                         goto out;
1030                 case -EAGAIN:
1031                         /* try again */
1032                         cond_resched();
1033                         break;
1034                 case 0:
1035                         goto out;
1036                 default:
1037                         rc = -EIO;
1038                         goto out;
1039                 }
1040         }
1041 out:
1042         return rc;
1043 }
1044
1045 #ifdef CONFIG_NUMA
1046 /*
1047  * Move a list of individual pages
1048  */
1049 struct page_to_node {
1050         unsigned long addr;
1051         struct page *page;
1052         int node;
1053         int status;
1054 };
1055
1056 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1057                 int **result)
1058 {
1059         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1060
1061         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1062                 pm++;
1063
1064         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1065                 return NULL;
1066
1067         *result = &pm->status;
1068
1069         return alloc_pages_exact_node(pm->node,
1070                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1075  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1076  * and the node number must contain a valid target node.
1077  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1078  */
1079 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1080                                       struct page_to_node *pm,
1081                                       int migrate_all)
1082 {
1083         int err;
1084         struct page_to_node *pp;
1085         LIST_HEAD(pagelist);
1086
1087         down_read(&mm->mmap_sem);
1088
1089         /*
1090          * Build a list of pages to migrate
1091          */
1092         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1093                 struct vm_area_struct *vma;
1094                 struct page *page;
1095
1096                 err = -EFAULT;
1097                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1098                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1099                         goto set_status;
1100
1101                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET|FOLL_SPLIT);
1102
1103                 err = PTR_ERR(page);
1104                 if (IS_ERR(page))
1105                         goto set_status;
1106
1107                 err = -ENOENT;
1108                 if (!page)
1109                         goto set_status;
1110
1111                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1112                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
1113                         goto put_and_set;
1114
1115                 pp->page = page;
1116                 err = page_to_nid(page);
1117
1118                 if (err == pp->node)
1119                         /*
1120                          * Node already in the right place
1121                          */
1122                         goto put_and_set;
1123
1124                 err = -EACCES;
1125                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1126                                 !migrate_all)
1127                         goto put_and_set;
1128
1129                 err = isolate_lru_page(page);
1130                 if (!err) {
1131                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1132                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1133                                             page_is_file_cache(page));
1134                 }
1135 put_and_set:
1136                 /*
1137                  * Either remove the duplicate refcount from
1138                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1139                  * not isolated.
1140                  */
1141                 put_page(page);
1142 set_status:
1143                 pp->status = err;
1144         }
1145
1146         err = 0;
1147         if (!list_empty(&pagelist)) {
1148                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
1149                                 (unsigned long)pm, 0, MIGRATE_SYNC);
1150                 if (err)
1151                         putback_lru_pages(&pagelist);
1152         }
1153
1154         up_read(&mm->mmap_sem);
1155         return err;
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1160  * the corresponding array of status.
1161  */
1162 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1163                          unsigned long nr_pages,
1164                          const void __user * __user *pages,
1165                          const int __user *nodes,
1166                          int __user *status, int flags)
1167 {
1168         struct page_to_node *pm;
1169         unsigned long chunk_nr_pages;
1170         unsigned long chunk_start;
1171         int err;
1172
1173         err = -ENOMEM;
1174         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1175         if (!pm)
1176                 goto out;
1177
1178         migrate_prep();
1179
1180         /*
1181          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1182          * but keep the last one as a marker
1183          */
1184         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1185
1186         for (chunk_start = 0;
1187              chunk_start < nr_pages;
1188              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1189                 int j;
1190
1191                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1192                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1193
1194                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1195                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1196                         const void __user *p;
1197                         int node;
1198
1199                         err = -EFAULT;
1200                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1201                                 goto out_pm;
1202                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1203
1204                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1205                                 goto out_pm;
1206
1207                         err = -ENODEV;
1208                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1209                                 goto out_pm;
1210
1211                         if (!node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
1212                                 goto out_pm;
1213
1214                         err = -EACCES;
1215                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1216                                 goto out_pm;
1217
1218                         pm[j].node = node;
1219                 }
1220
1221                 /* End marker for this chunk */
1222                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1223
1224                 /* Migrate this chunk */
1225                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1226                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1227                 if (err < 0)
1228                         goto out_pm;
1229
1230                 /* Return status information */
1231                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1232                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1233                                 err = -EFAULT;
1234                                 goto out_pm;
1235                         }
1236         }
1237         err = 0;
1238
1239 out_pm:
1240         free_page((unsigned long)pm);
1241 out:
1242         return err;
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1247  */
1248 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1249                                 const void __user **pages, int *status)
1250 {
1251         unsigned long i;
1252
1253         down_read(&mm->mmap_sem);
1254
1255         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1256                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1257                 struct vm_area_struct *vma;
1258                 struct page *page;
1259                 int err = -EFAULT;
1260
1261                 vma = find_vma(mm, addr);
1262                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1263                         goto set_status;
1264
1265                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1266
1267                 err = PTR_ERR(page);
1268                 if (IS_ERR(page))
1269                         goto set_status;
1270
1271                 err = -ENOENT;
1272                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1273                 if (!page || PageReserved(page) || PageKsm(page))
1274                         goto set_status;
1275
1276                 err = page_to_nid(page);
1277 set_status:
1278                 *status = err;
1279
1280                 pages++;
1281                 status++;
1282         }
1283
1284         up_read(&mm->mmap_sem);
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1289  * a user array of status.
1290  */
1291 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1292                          const void __user * __user *pages,
1293                          int __user *status)
1294 {
1295 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1296         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1297         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1298
1299         while (nr_pages) {
1300                 unsigned long chunk_nr;
1301
1302                 chunk_nr = nr_pages;
1303                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1304                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1305
1306                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1307                         break;
1308
1309                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1310
1311                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1312                         break;
1313
1314                 pages += chunk_nr;
1315                 status += chunk_nr;
1316                 nr_pages -= chunk_nr;
1317         }
1318         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1319 }
1320
1321 /*
1322  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1323  * process.
1324  */
1325 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1326                 const void __user * __user *, pages,
1327                 const int __user *, nodes,
1328                 int __user *, status, int, flags)
1329 {
1330         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1331         struct task_struct *task;
1332         struct mm_struct *mm;
1333         int err;
1334         nodemask_t task_nodes;
1335
1336         /* Check flags */
1337         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1338                 return -EINVAL;
1339
1340         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1341                 return -EPERM;
1342
1343         /* Find the mm_struct */
1344         rcu_read_lock();
1345         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1346         if (!task) {
1347                 rcu_read_unlock();
1348                 return -ESRCH;
1349         }
1350         get_task_struct(task);
1351
1352         /*
1353          * Check if this process has the right to modify the specified
1354          * process. The right exists if the process has administrative
1355          * capabilities, superuser privileges or the same
1356          * userid as the target process.
1357          */
1358         tcred = __task_cred(task);
1359         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1360             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1361             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1362                 rcu_read_unlock();
1363                 err = -EPERM;
1364                 goto out;
1365         }
1366         rcu_read_unlock();
1367
1368         err = security_task_movememory(task);
1369         if (err)
1370                 goto out;
1371
1372         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1373         mm = get_task_mm(task);
1374         put_task_struct(task);
1375
1376         if (!mm)
1377                 return -EINVAL;
1378
1379         if (nodes)
1380                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1381                                     nodes, status, flags);
1382         else
1383                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1384
1385         mmput(mm);
1386         return err;
1387
1388 out:
1389         put_task_struct(task);
1390         return err;
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1395  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1396  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1397  */
1398 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1399         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1400 {
1401         struct vm_area_struct *vma;
1402         int err = 0;
1403
1404         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1405                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1406                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1407                         if (err)
1408                                 break;
1409                 }
1410         }
1411         return err;
1412 }
1413 #endif