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