]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - mm/migrate.c
fdce3a29fc4c2261a73d5f4201f9bcbb4b0b1b40
[~andy/linux] / mm / migrate.c
1 /*
2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migration.c
3  *
4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
5  *
6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
7  * project. The main authors of the migration code are:
8  *
9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
12  * Christoph Lameter
13  */
14
15 #include <linux/migrate.h>
16 #include <linux/export.h>
17 #include <linux/swap.h>
18 #include <linux/swapops.h>
19 #include <linux/pagemap.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/mm_inline.h>
22 #include <linux/nsproxy.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/ksm.h>
25 #include <linux/rmap.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/cpu.h>
28 #include <linux/cpuset.h>
29 #include <linux/writeback.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/vmalloc.h>
32 #include <linux/security.h>
33 #include <linux/memcontrol.h>
34 #include <linux/syscalls.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/gfp.h>
37
38 #include <asm/tlbflush.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
44  * to be migrated using isolate_lru_page(). If scheduling work on other CPUs is
45  * undesirable, use migrate_prep_local()
46  */
47 int migrate_prep(void)
48 {
49         /*
50          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
51          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
52          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
53          * pages that may be busy.
54          */
55         lru_add_drain_all();
56
57         return 0;
58 }
59
60 /* Do the necessary work of migrate_prep but not if it involves other CPUs */
61 int migrate_prep_local(void)
62 {
63         lru_add_drain();
64
65         return 0;
66 }
67
68 /*
69  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
70  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
71  */
72 void putback_lru_pages(struct list_head *l)
73 {
74         struct page *page;
75         struct page *page2;
76
77         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
78                 list_del(&page->lru);
79                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
80                                 page_is_file_cache(page));
81                 putback_lru_page(page);
82         }
83 }
84
85 /*
86  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
87  */
88 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
89                                  unsigned long addr, void *old)
90 {
91         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
92         swp_entry_t entry;
93         pgd_t *pgd;
94         pud_t *pud;
95         pmd_t *pmd;
96         pte_t *ptep, pte;
97         spinlock_t *ptl;
98
99         if (unlikely(PageHuge(new))) {
100                 ptep = huge_pte_offset(mm, addr);
101                 if (!ptep)
102                         goto out;
103                 ptl = &mm->page_table_lock;
104         } else {
105                 pgd = pgd_offset(mm, addr);
106                 if (!pgd_present(*pgd))
107                         goto out;
108
109                 pud = pud_offset(pgd, addr);
110                 if (!pud_present(*pud))
111                         goto out;
112
113                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
114                 if (pmd_trans_huge(*pmd))
115                         goto out;
116                 if (!pmd_present(*pmd))
117                         goto out;
118
119                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
120
121                 /*
122                  * Peek to check is_swap_pte() before taking ptlock?  No, we
123                  * can race mremap's move_ptes(), which skips anon_vma lock.
124                  */
125
126                 ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
127         }
128
129         spin_lock(ptl);
130         pte = *ptep;
131         if (!is_swap_pte(pte))
132                 goto unlock;
133
134         entry = pte_to_swp_entry(pte);
135
136         if (!is_migration_entry(entry) ||
137             migration_entry_to_page(entry) != old)
138                 goto unlock;
139
140         get_page(new);
141         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
142         if (is_write_migration_entry(entry))
143                 pte = pte_mkwrite(pte);
144 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
145         if (PageHuge(new))
146                 pte = pte_mkhuge(pte);
147 #endif
148         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
149         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
150
151         if (PageHuge(new)) {
152                 if (PageAnon(new))
153                         hugepage_add_anon_rmap(new, vma, addr);
154                 else
155                         page_dup_rmap(new);
156         } else if (PageAnon(new))
157                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
158         else
159                 page_add_file_rmap(new);
160
161         /* No need to invalidate - it was non-present before */
162         update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
163 unlock:
164         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
165 out:
166         return SWAP_AGAIN;
167 }
168
169 /*
170  * Get rid of all migration entries and replace them by
171  * references to the indicated page.
172  */
173 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
174 {
175         rmap_walk(new, remove_migration_pte, old);
176 }
177
178 /*
179  * Something used the pte of a page under migration. We need to
180  * get to the page and wait until migration is finished.
181  * When we return from this function the fault will be retried.
182  */
183 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
184                                 unsigned long address)
185 {
186         pte_t *ptep, pte;
187         spinlock_t *ptl;
188         swp_entry_t entry;
189         struct page *page;
190
191         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
192         pte = *ptep;
193         if (!is_swap_pte(pte))
194                 goto out;
195
196         entry = pte_to_swp_entry(pte);
197         if (!is_migration_entry(entry))
198                 goto out;
199
200         page = migration_entry_to_page(entry);
201
202         /*
203          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
204          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
205          * against a page without get_page().
206          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
207          * will occur again.
208          */
209         if (!get_page_unless_zero(page))
210                 goto out;
211         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
212         wait_on_page_locked(page);
213         put_page(page);
214         return;
215 out:
216         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
217 }
218
219 #ifdef CONFIG_BLOCK
220 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
221 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
222                                                         enum migrate_mode mode)
223 {
224         struct buffer_head *bh = head;
225
226         /* Simple case, sync compaction */
227         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
228                 do {
229                         get_bh(bh);
230                         lock_buffer(bh);
231                         bh = bh->b_this_page;
232
233                 } while (bh != head);
234
235                 return true;
236         }
237
238         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
239         do {
240                 get_bh(bh);
241                 if (!trylock_buffer(bh)) {
242                         /*
243                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
244                          * async migration. Release the taken locks
245                          */
246                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
247                         put_bh(failed_bh);
248                         bh = head;
249                         while (bh != failed_bh) {
250                                 unlock_buffer(bh);
251                                 put_bh(bh);
252                                 bh = bh->b_this_page;
253                         }
254                         return false;
255                 }
256
257                 bh = bh->b_this_page;
258         } while (bh != head);
259         return true;
260 }
261 #else
262 static inline bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
263                                                         enum migrate_mode mode)
264 {
265         return true;
266 }
267 #endif /* CONFIG_BLOCK */
268
269 /*
270  * Replace the page in the mapping.
271  *
272  * The number of remaining references must be:
273  * 1 for anonymous pages without a mapping
274  * 2 for pages with a mapping
275  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
276  */
277 static int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
278                 struct page *newpage, struct page *page,
279                 struct buffer_head *head, enum migrate_mode mode)
280 {
281         int expected_count;
282         void **pslot;
283
284         if (!mapping) {
285                 /* Anonymous page without mapping */
286                 if (page_count(page) != 1)
287                         return -EAGAIN;
288                 return 0;
289         }
290
291         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
292
293         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
294                                         page_index(page));
295
296         expected_count = 2 + page_has_private(page);
297         if (page_count(page) != expected_count ||
298                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
299                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
300                 return -EAGAIN;
301         }
302
303         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
304                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
305                 return -EAGAIN;
306         }
307
308         /*
309          * In the async migration case of moving a page with buffers, lock the
310          * buffers using trylock before the mapping is moved. If the mapping
311          * was moved, we later failed to lock the buffers and could not move
312          * the mapping back due to an elevated page count, we would have to
313          * block waiting on other references to be dropped.
314          */
315         if (mode == MIGRATE_ASYNC && head &&
316                         !buffer_migrate_lock_buffers(head, mode)) {
317                 page_unfreeze_refs(page, expected_count);
318                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
319                 return -EAGAIN;
320         }
321
322         /*
323          * Now we know that no one else is looking at the page.
324          */
325         get_page(newpage);      /* add cache reference */
326         if (PageSwapCache(page)) {
327                 SetPageSwapCache(newpage);
328                 set_page_private(newpage, page_private(page));
329         }
330
331         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
332
333         /*
334          * Drop cache reference from old page by unfreezing
335          * to one less reference.
336          * We know this isn't the last reference.
337          */
338         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
339
340         /*
341          * If moved to a different zone then also account
342          * the page for that zone. Other VM counters will be
343          * taken care of when we establish references to the
344          * new page and drop references to the old page.
345          *
346          * Note that anonymous pages are accounted for
347          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
348          * are mapped to swap space.
349          */
350         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
351         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
352         if (!PageSwapCache(page) && PageSwapBacked(page)) {
353                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
354                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
355         }
356         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
357
358         return 0;
359 }
360
361 /*
362  * The expected number of remaining references is the same as that
363  * of migrate_page_move_mapping().
364  */
365 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
366                                    struct page *newpage, struct page *page)
367 {
368         int expected_count;
369         void **pslot;
370
371         if (!mapping) {
372                 if (page_count(page) != 1)
373                         return -EAGAIN;
374                 return 0;
375         }
376
377         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
378
379         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
380                                         page_index(page));
381
382         expected_count = 2 + page_has_private(page);
383         if (page_count(page) != expected_count ||
384                 radix_tree_deref_slot_protected(pslot, &mapping->tree_lock) != page) {
385                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
386                 return -EAGAIN;
387         }
388
389         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
390                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
391                 return -EAGAIN;
392         }
393
394         get_page(newpage);
395
396         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
397
398         page_unfreeze_refs(page, expected_count - 1);
399
400         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
401         return 0;
402 }
403
404 /*
405  * Copy the page to its new location
406  */
407 void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
408 {
409         if (PageHuge(page))
410                 copy_huge_page(newpage, page);
411         else
412                 copy_highpage(newpage, page);
413
414         if (PageError(page))
415                 SetPageError(newpage);
416         if (PageReferenced(page))
417                 SetPageReferenced(newpage);
418         if (PageUptodate(page))
419                 SetPageUptodate(newpage);
420         if (TestClearPageActive(page)) {
421                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
422                 SetPageActive(newpage);
423         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
424                 SetPageUnevictable(newpage);
425         if (PageChecked(page))
426                 SetPageChecked(newpage);
427         if (PageMappedToDisk(page))
428                 SetPageMappedToDisk(newpage);
429
430         if (PageDirty(page)) {
431                 clear_page_dirty_for_io(page);
432                 /*
433                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
434                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
435                  * but we can't use set_page_dirty because that function
436                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
437                  * Whereas only part of our page may be dirty.
438                  */
439                 if (PageSwapBacked(page))
440                         SetPageDirty(newpage);
441                 else
442                         __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
443         }
444
445         mlock_migrate_page(newpage, page);
446         ksm_migrate_page(newpage, page);
447
448         ClearPageSwapCache(page);
449         ClearPagePrivate(page);
450         set_page_private(page, 0);
451
452         /*
453          * If any waiters have accumulated on the new page then
454          * wake them up.
455          */
456         if (PageWriteback(newpage))
457                 end_page_writeback(newpage);
458 }
459
460 /************************************************************
461  *                    Migration functions
462  ***********************************************************/
463
464 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
465 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
466                         struct page *newpage, struct page *page)
467 {
468         return -EIO;
469 }
470 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
471
472 /*
473  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
474  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
475  *
476  * Pages are locked upon entry and exit.
477  */
478 int migrate_page(struct address_space *mapping,
479                 struct page *newpage, struct page *page,
480                 enum migrate_mode mode)
481 {
482         int rc;
483
484         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
485
486         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, NULL, mode);
487
488         if (rc)
489                 return rc;
490
491         migrate_page_copy(newpage, page);
492         return 0;
493 }
494 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
495
496 #ifdef CONFIG_BLOCK
497 /*
498  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
499  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
500  * exist.
501  */
502 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
503                 struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
504 {
505         struct buffer_head *bh, *head;
506         int rc;
507
508         if (!page_has_buffers(page))
509                 return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
510
511         head = page_buffers(page);
512
513         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, head, mode);
514
515         if (rc)
516                 return rc;
517
518         /*
519          * In the async case, migrate_page_move_mapping locked the buffers
520          * with an IRQ-safe spinlock held. In the sync case, the buffers
521          * need to be locked now
522          */
523         if (mode != MIGRATE_ASYNC)
524                 BUG_ON(!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode));
525
526         ClearPagePrivate(page);
527         set_page_private(newpage, page_private(page));
528         set_page_private(page, 0);
529         put_page(page);
530         get_page(newpage);
531
532         bh = head;
533         do {
534                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
535                 bh = bh->b_this_page;
536
537         } while (bh != head);
538
539         SetPagePrivate(newpage);
540
541         migrate_page_copy(newpage, page);
542
543         bh = head;
544         do {
545                 unlock_buffer(bh);
546                 put_bh(bh);
547                 bh = bh->b_this_page;
548
549         } while (bh != head);
550
551         return 0;
552 }
553 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
554 #endif
555
556 /*
557  * Writeback a page to clean the dirty state
558  */
559 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
560 {
561         struct writeback_control wbc = {
562                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
563                 .nr_to_write = 1,
564                 .range_start = 0,
565                 .range_end = LLONG_MAX,
566                 .for_reclaim = 1
567         };
568         int rc;
569
570         if (!mapping->a_ops->writepage)
571                 /* No write method for the address space */
572                 return -EINVAL;
573
574         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
575                 /* Someone else already triggered a write */
576                 return -EAGAIN;
577
578         /*
579          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
580          * the page on some queue. So the page must be clean for
581          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
582          * page state is no longer what we checked for earlier.
583          * At this point we know that the migration attempt cannot
584          * be successful.
585          */
586         remove_migration_ptes(page, page);
587
588         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
589
590         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
591                 /* unlocked. Relock */
592                 lock_page(page);
593
594         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
595 }
596
597 /*
598  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
599  */
600 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
601         struct page *newpage, struct page *page, enum migrate_mode mode)
602 {
603         if (PageDirty(page)) {
604                 /* Only writeback pages in full synchronous migration */
605                 if (mode != MIGRATE_SYNC)
606                         return -EBUSY;
607                 return writeout(mapping, page);
608         }
609
610         /*
611          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
612          * We must have no buffers or drop them.
613          */
614         if (page_has_private(page) &&
615             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
616                 return -EAGAIN;
617
618         return migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
619 }
620
621 /*
622  * Move a page to a newly allocated page
623  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
624  *
625  * The new page will have replaced the old page if this function
626  * is successful.
627  *
628  * Return value:
629  *   < 0 - error code
630  *  == 0 - success
631  */
632 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page,
633                                 int remap_swapcache, enum migrate_mode mode)
634 {
635         struct address_space *mapping;
636         int rc;
637
638         /*
639          * Block others from accessing the page when we get around to
640          * establishing additional references. We are the only one
641          * holding a reference to the new page at this point.
642          */
643         if (!trylock_page(newpage))
644                 BUG();
645
646         /* Prepare mapping for the new page.*/
647         newpage->index = page->index;
648         newpage->mapping = page->mapping;
649         if (PageSwapBacked(page))
650                 SetPageSwapBacked(newpage);
651
652         mapping = page_mapping(page);
653         if (!mapping)
654                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
655         else if (mapping->a_ops->migratepage)
656                 /*
657                  * Most pages have a mapping and most filesystems provide a
658                  * migratepage callback. Anonymous pages are part of swap
659                  * space which also has its own migratepage callback. This
660                  * is the most common path for page migration.
661                  */
662                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
663                                                 newpage, page, mode);
664         else
665                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page, mode);
666
667         if (rc) {
668                 newpage->mapping = NULL;
669         } else {
670                 if (remap_swapcache)
671                         remove_migration_ptes(page, newpage);
672                 page->mapping = NULL;
673         }
674
675         unlock_page(newpage);
676
677         return rc;
678 }
679
680 static int __unmap_and_move(struct page *page, struct page *newpage,
681                         int force, bool offlining, enum migrate_mode mode)
682 {
683         int rc = -EAGAIN;
684         int remap_swapcache = 1;
685         int charge = 0;
686         struct mem_cgroup *mem;
687         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
688
689         if (!trylock_page(page)) {
690                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
691                         goto out;
692
693                 /*
694                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
695                  * For example, during page readahead pages are added locked
696                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
697                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
698                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
699                  * mpage_readpages). If an allocation happens for the
700                  * second or third page, the process can end up locking
701                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
702                  * trying to be clever about what pages can be locked,
703                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
704                  * altogether.
705                  */
706                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
707                         goto out;
708
709                 lock_page(page);
710         }
711
712         /*
713          * Only memory hotplug's offline_pages() caller has locked out KSM,
714          * and can safely migrate a KSM page.  The other cases have skipped
715          * PageKsm along with PageReserved - but it is only now when we have
716          * the page lock that we can be certain it will not go KSM beneath us
717          * (KSM will not upgrade a page from PageAnon to PageKsm when it sees
718          * its pagecount raised, but only here do we take the page lock which
719          * serializes that).
720          */
721         if (PageKsm(page) && !offlining) {
722                 rc = -EBUSY;
723                 goto unlock;
724         }
725
726         /* charge against new page */
727         charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage, &mem, GFP_KERNEL);
728         if (charge == -ENOMEM) {
729                 rc = -ENOMEM;
730                 goto unlock;
731         }
732         BUG_ON(charge);
733
734         if (PageWriteback(page)) {
735                 /*
736                  * Only in the case of a full syncronous migration is it
737                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
738                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
739                  * the overhead of stalling is too much
740                  */
741                 if (mode != MIGRATE_SYNC) {
742                         rc = -EBUSY;
743                         goto uncharge;
744                 }
745                 if (!force)
746                         goto uncharge;
747                 wait_on_page_writeback(page);
748         }
749         /*
750          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
751          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
752          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
753          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
754          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
755          * just care Anon page here.
756          */
757         if (PageAnon(page)) {
758                 /*
759                  * Only page_lock_anon_vma() understands the subtleties of
760                  * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
761                  */
762                 anon_vma = page_get_anon_vma(page);
763                 if (anon_vma) {
764                         /*
765                          * Anon page
766                          */
767                 } else if (PageSwapCache(page)) {
768                         /*
769                          * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped
770                          * swapcache page is safe to use because we don't
771                          * know in advance if the VMA that this page belonged
772                          * to still exists. If the VMA and others sharing the
773                          * data have been freed, then the anon_vma could
774                          * already be invalid.
775                          *
776                          * To avoid this possibility, swapcache pages get
777                          * migrated but are not remapped when migration
778                          * completes
779                          */
780                         remap_swapcache = 0;
781                 } else {
782                         goto uncharge;
783                 }
784         }
785
786         /*
787          * Corner case handling:
788          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
789          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
790          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
791          * trigger a BUG.  So handle it here.
792          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
793          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
794          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
795          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
796          * free the metadata, so the page can be freed.
797          */
798         if (!page->mapping) {
799                 VM_BUG_ON(PageAnon(page));
800                 if (page_has_private(page)) {
801                         try_to_free_buffers(page);
802                         goto uncharge;
803                 }
804                 goto skip_unmap;
805         }
806
807         /* Establish migration ptes or remove ptes */
808         try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
809
810 skip_unmap:
811         if (!page_mapped(page))
812                 rc = move_to_new_page(newpage, page, remap_swapcache, mode);
813
814         if (rc && remap_swapcache)
815                 remove_migration_ptes(page, page);
816
817         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
818         if (anon_vma)
819                 put_anon_vma(anon_vma);
820
821 uncharge:
822         if (!charge)
823                 mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage, rc == 0);
824 unlock:
825         unlock_page(page);
826 out:
827         return rc;
828 }
829
830 /*
831  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
832  * to the newly allocated page in newpage.
833  */
834 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
835                         struct page *page, int force, bool offlining,
836                         enum migrate_mode mode)
837 {
838         int rc = 0;
839         int *result = NULL;
840         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
841
842         if (!newpage)
843                 return -ENOMEM;
844
845         if (page_count(page) == 1) {
846                 /* page was freed from under us. So we are done. */
847                 goto out;
848         }
849
850         if (unlikely(PageTransHuge(page)))
851                 if (unlikely(split_huge_page(page)))
852                         goto out;
853
854         rc = __unmap_and_move(page, newpage, force, offlining, mode);
855 out:
856         if (rc != -EAGAIN) {
857                 /*
858                  * A page that has been migrated has all references
859                  * removed and will be freed. A page that has not been
860                  * migrated will have kepts its references and be
861                  * restored.
862                  */
863                 list_del(&page->lru);
864                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
865                                 page_is_file_cache(page));
866                 putback_lru_page(page);
867         }
868         /*
869          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
870          * then this will free the page.
871          */
872         putback_lru_page(newpage);
873         if (result) {
874                 if (rc)
875                         *result = rc;
876                 else
877                         *result = page_to_nid(newpage);
878         }
879         return rc;
880 }
881
882 /*
883  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
884  *
885  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
886  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
887  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
888  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
889  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
890  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
891  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
892  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
893  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
894  * hugepage migration fails without data corruption.
895  *
896  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
897  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
898  * will wait in the page fault for migration to complete.
899  */
900 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
901                                 unsigned long private, struct page *hpage,
902                                 int force, bool offlining,
903                                 enum migrate_mode mode)
904 {
905         int rc = 0;
906         int *result = NULL;
907         struct page *new_hpage = get_new_page(hpage, private, &result);
908         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
909
910         if (!new_hpage)
911                 return -ENOMEM;
912
913         rc = -EAGAIN;
914
915         if (!trylock_page(hpage)) {
916                 if (!force || mode != MIGRATE_SYNC)
917                         goto out;
918                 lock_page(hpage);
919         }
920
921         if (PageAnon(hpage))
922                 anon_vma = page_get_anon_vma(hpage);
923
924         try_to_unmap(hpage, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
925
926         if (!page_mapped(hpage))
927                 rc = move_to_new_page(new_hpage, hpage, 1, mode);
928
929         if (rc)
930                 remove_migration_ptes(hpage, hpage);
931
932         if (anon_vma)
933                 put_anon_vma(anon_vma);
934         unlock_page(hpage);
935 out:
936         put_page(new_hpage);
937         if (result) {
938                 if (rc)
939                         *result = rc;
940                 else
941                         *result = page_to_nid(new_hpage);
942         }
943         return rc;
944 }
945
946 /*
947  * migrate_pages
948  *
949  * The function takes one list of pages to migrate and a function
950  * that determines from the page to be migrated and the private data
951  * the target of the move and allocates the page.
952  *
953  * The function returns after 10 attempts or if no pages
954  * are movable anymore because to has become empty
955  * or no retryable pages exist anymore.
956  * Caller should call putback_lru_pages to return pages to the LRU
957  * or free list only if ret != 0.
958  *
959  * Return: Number of pages not migrated or error code.
960  */
961 int migrate_pages(struct list_head *from,
962                 new_page_t get_new_page, unsigned long private, bool offlining,
963                 enum migrate_mode mode)
964 {
965         int retry = 1;
966         int nr_failed = 0;
967         int pass = 0;
968         struct page *page;
969         struct page *page2;
970         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
971         int rc;
972
973         if (!swapwrite)
974                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
975
976         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
977                 retry = 0;
978
979                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
980                         cond_resched();
981
982                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
983                                                 page, pass > 2, offlining,
984                                                 mode);
985
986                         switch(rc) {
987                         case -ENOMEM:
988                                 goto out;
989                         case -EAGAIN:
990                                 retry++;
991                                 break;
992                         case 0:
993                                 break;
994                         default:
995                                 /* Permanent failure */
996                                 nr_failed++;
997                                 break;
998                         }
999                 }
1000         }
1001         rc = 0;
1002 out:
1003         if (!swapwrite)
1004                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
1005
1006         if (rc)
1007                 return rc;
1008
1009         return nr_failed + retry;
1010 }
1011
1012 int migrate_huge_page(struct page *hpage, new_page_t get_new_page,
1013                       unsigned long private, bool offlining,
1014                       enum migrate_mode mode)
1015 {
1016         int pass, rc;
1017
1018         for (pass = 0; pass < 10; pass++) {
1019                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1020                                               private, hpage, pass > 2, offlining,
1021                                               mode);
1022                 switch (rc) {
1023                 case -ENOMEM:
1024                         goto out;
1025                 case -EAGAIN:
1026                         /* try again */
1027                         cond_resched();
1028                         break;
1029                 case 0:
1030                         goto out;
1031                 default:
1032                         rc = -EIO;
1033                         goto out;
1034                 }
1035         }
1036 out:
1037         return rc;
1038 }
1039
1040 #ifdef CONFIG_NUMA
1041 /*
1042  * Move a list of individual pages
1043  */
1044 struct page_to_node {
1045         unsigned long addr;
1046         struct page *page;
1047         int node;
1048         int status;
1049 };
1050
1051 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
1052                 int **result)
1053 {
1054         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
1055
1056         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
1057                 pm++;
1058
1059         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
1060                 return NULL;
1061
1062         *result = &pm->status;
1063
1064         return alloc_pages_exact_node(pm->node,
1065                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
1070  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
1071  * and the node number must contain a valid target node.
1072  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
1073  */
1074 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
1075                                       struct page_to_node *pm,
1076                                       int migrate_all)
1077 {
1078         int err;
1079         struct page_to_node *pp;
1080         LIST_HEAD(pagelist);
1081
1082         down_read(&mm->mmap_sem);
1083
1084         /*
1085          * Build a list of pages to migrate
1086          */
1087         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
1088                 struct vm_area_struct *vma;
1089                 struct page *page;
1090
1091                 err = -EFAULT;
1092                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
1093                 if (!vma || pp->addr < vma->vm_start || !vma_migratable(vma))
1094                         goto set_status;
1095
1096                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET|FOLL_SPLIT);
1097
1098                 err = PTR_ERR(page);
1099                 if (IS_ERR(page))
1100                         goto set_status;
1101
1102                 err = -ENOENT;
1103                 if (!page)
1104                         goto set_status;
1105
1106                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1107                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
1108                         goto put_and_set;
1109
1110                 pp->page = page;
1111                 err = page_to_nid(page);
1112
1113                 if (err == pp->node)
1114                         /*
1115                          * Node already in the right place
1116                          */
1117                         goto put_and_set;
1118
1119                 err = -EACCES;
1120                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
1121                                 !migrate_all)
1122                         goto put_and_set;
1123
1124                 err = isolate_lru_page(page);
1125                 if (!err) {
1126                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
1127                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1128                                             page_is_file_cache(page));
1129                 }
1130 put_and_set:
1131                 /*
1132                  * Either remove the duplicate refcount from
1133                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1134                  * not isolated.
1135                  */
1136                 put_page(page);
1137 set_status:
1138                 pp->status = err;
1139         }
1140
1141         err = 0;
1142         if (!list_empty(&pagelist)) {
1143                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
1144                                 (unsigned long)pm, 0, MIGRATE_SYNC);
1145                 if (err)
1146                         putback_lru_pages(&pagelist);
1147         }
1148
1149         up_read(&mm->mmap_sem);
1150         return err;
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1155  * the corresponding array of status.
1156  */
1157 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1158                          unsigned long nr_pages,
1159                          const void __user * __user *pages,
1160                          const int __user *nodes,
1161                          int __user *status, int flags)
1162 {
1163         struct page_to_node *pm;
1164         unsigned long chunk_nr_pages;
1165         unsigned long chunk_start;
1166         int err;
1167
1168         err = -ENOMEM;
1169         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
1170         if (!pm)
1171                 goto out;
1172
1173         migrate_prep();
1174
1175         /*
1176          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
1177          * but keep the last one as a marker
1178          */
1179         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
1180
1181         for (chunk_start = 0;
1182              chunk_start < nr_pages;
1183              chunk_start += chunk_nr_pages) {
1184                 int j;
1185
1186                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
1187                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
1188
1189                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
1190                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
1191                         const void __user *p;
1192                         int node;
1193
1194                         err = -EFAULT;
1195                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
1196                                 goto out_pm;
1197                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
1198
1199                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
1200                                 goto out_pm;
1201
1202                         err = -ENODEV;
1203                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1204                                 goto out_pm;
1205
1206                         if (!node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
1207                                 goto out_pm;
1208
1209                         err = -EACCES;
1210                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1211                                 goto out_pm;
1212
1213                         pm[j].node = node;
1214                 }
1215
1216                 /* End marker for this chunk */
1217                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1218
1219                 /* Migrate this chunk */
1220                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
1221                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1222                 if (err < 0)
1223                         goto out_pm;
1224
1225                 /* Return status information */
1226                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
1227                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
1228                                 err = -EFAULT;
1229                                 goto out_pm;
1230                         }
1231         }
1232         err = 0;
1233
1234 out_pm:
1235         free_page((unsigned long)pm);
1236 out:
1237         return err;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1242  */
1243 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1244                                 const void __user **pages, int *status)
1245 {
1246         unsigned long i;
1247
1248         down_read(&mm->mmap_sem);
1249
1250         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1251                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1252                 struct vm_area_struct *vma;
1253                 struct page *page;
1254                 int err = -EFAULT;
1255
1256                 vma = find_vma(mm, addr);
1257                 if (!vma || addr < vma->vm_start)
1258                         goto set_status;
1259
1260                 page = follow_page(vma, addr, 0);
1261
1262                 err = PTR_ERR(page);
1263                 if (IS_ERR(page))
1264                         goto set_status;
1265
1266                 err = -ENOENT;
1267                 /* Use PageReserved to check for zero page */
1268                 if (!page || PageReserved(page) || PageKsm(page))
1269                         goto set_status;
1270
1271                 err = page_to_nid(page);
1272 set_status:
1273                 *status = err;
1274
1275                 pages++;
1276                 status++;
1277         }
1278
1279         up_read(&mm->mmap_sem);
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1284  * a user array of status.
1285  */
1286 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1287                          const void __user * __user *pages,
1288                          int __user *status)
1289 {
1290 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1291         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1292         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1293
1294         while (nr_pages) {
1295                 unsigned long chunk_nr;
1296
1297                 chunk_nr = nr_pages;
1298                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1299                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1300
1301                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1302                         break;
1303
1304                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1305
1306                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1307                         break;
1308
1309                 pages += chunk_nr;
1310                 status += chunk_nr;
1311                 nr_pages -= chunk_nr;
1312         }
1313         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1318  * process.
1319  */
1320 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1321                 const void __user * __user *, pages,
1322                 const int __user *, nodes,
1323                 int __user *, status, int, flags)
1324 {
1325         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1326         struct task_struct *task;
1327         struct mm_struct *mm;
1328         int err;
1329         nodemask_t task_nodes;
1330
1331         /* Check flags */
1332         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1333                 return -EINVAL;
1334
1335         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1336                 return -EPERM;
1337
1338         /* Find the mm_struct */
1339         rcu_read_lock();
1340         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1341         if (!task) {
1342                 rcu_read_unlock();
1343                 return -ESRCH;
1344         }
1345         get_task_struct(task);
1346
1347         /*
1348          * Check if this process has the right to modify the specified
1349          * process. The right exists if the process has administrative
1350          * capabilities, superuser privileges or the same
1351          * userid as the target process.
1352          */
1353         tcred = __task_cred(task);
1354         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1355             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1356             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1357                 rcu_read_unlock();
1358                 err = -EPERM;
1359                 goto out;
1360         }
1361         rcu_read_unlock();
1362
1363         err = security_task_movememory(task);
1364         if (err)
1365                 goto out;
1366
1367         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1368         mm = get_task_mm(task);
1369         put_task_struct(task);
1370
1371         if (!mm)
1372                 return -EINVAL;
1373
1374         if (nodes)
1375                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
1376                                     nodes, status, flags);
1377         else
1378                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1379
1380         mmput(mm);
1381         return err;
1382
1383 out:
1384         put_task_struct(task);
1385         return err;
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1390  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1391  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1392  */
1393 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1394         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1395 {
1396         struct vm_area_struct *vma;
1397         int err = 0;
1398
1399         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1400                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1401                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1402                         if (err)
1403                                 break;
1404                 }
1405         }
1406         return err;
1407 }
1408 #endif