mm/migrate.c

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