mm/migrate.c

   1 /*
   2  * Memory Migration functionality - linux/mm/migration.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
   5  *
   6  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
   7  * project. The main authors of the migration code are:
   8  *
   9  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
  10  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
  11  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
  12  * Christoph Lameter
  13  */
  14
  15 #include <linux/migrate.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/swap.h>
  18 #include <linux/swapops.h>
  19 #include <linux/pagemap.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/mm_inline.h>
  22 #include <linux/nsproxy.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/rmap.h>
  25 #include <linux/topology.h>
  26 #include <linux/cpu.h>
  27 #include <linux/cpuset.h>
  28 #include <linux/writeback.h>
  29 #include <linux/mempolicy.h>
  30 #include <linux/vmalloc.h>
  31 #include <linux/security.h>
  32 #include <linux/memcontrol.h>
  33 #include <linux/syscalls.h>
  34
  35 #include "internal.h"
  36
  37 #define lru_to_page(_head) (list_entry((_head)->prev, struct page, lru))
  38
  39 /*
  40  * Isolate one page from the LRU lists. If successful put it onto
  41  * the indicated list with elevated page count.
  42  *
  43  * Result:
  44  *  -EBUSY: page not on LRU list
  45  *  0: page removed from LRU list and added to the specified list.
  46  */
  47 int isolate_lru_page(struct page *page, struct list_head *pagelist)
  48 {
  49         int ret = -EBUSY;
  50
  51         if (PageLRU(page)) {
  52                 struct zone *zone = page_zone(page);
  53
  54                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
  55                 if (PageLRU(page) && get_page_unless_zero(page)) {
  56                         ret = 0;
  57                         ClearPageLRU(page);
  58                         if (PageActive(page))
  59                                 del_page_from_active_list(zone, page);
  60                         else
  61                                 del_page_from_inactive_list(zone, page);
  62                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
  63                 }
  64                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
  65         }
  66         return ret;
  67 }
  68
  69 /*
  70  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
  71  * to be migrated using isolate_lru_page().
  72  */
  73 int migrate_prep(void)
  74 {
  75         /*
  76          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
  77          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
  78          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
  79          * pages that may be busy.
  80          */
  81         lru_add_drain_all();
  82
  83         return 0;
  84 }
  85
  86 static inline void move_to_lru(struct page *page)
  87 {
  88         if (PageActive(page)) {
  89                 /*
  90                  * lru_cache_add_active checks that
  91                  * the PG_active bit is off.
  92                  */
  93                 ClearPageActive(page);
  94                 lru_cache_add_active(page);
  95         } else {
  96                 lru_cache_add(page);
  97         }
  98         put_page(page);
  99 }
 100
 101 /*
 102  * Add isolated pages on the list back to the LRU.
 103  *
 104  * returns the number of pages put back.
 105  */
 106 int putback_lru_pages(struct list_head *l)
 107 {
 108         struct page *page;
 109         struct page *page2;
 110         int count = 0;
 111
 112         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
 113                 list_del(&page->lru);
 114                 move_to_lru(page);
 115                 count++;
 116         }
 117         return count;
 118 }
 119
 120 /*
 121  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
 122  */
 123 static void remove_migration_pte(struct vm_area_struct *vma,
 124                 struct page *old, struct page *new)
 125 {
 126         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 127         swp_entry_t entry;
 128         pgd_t *pgd;
 129         pud_t *pud;
 130         pmd_t *pmd;
 131         pte_t *ptep, pte;
 132         spinlock_t *ptl;
 133         unsigned long addr = page_address_in_vma(new, vma);
 134
 135         if (addr == -EFAULT)
 136                 return;
 137
 138         pgd = pgd_offset(mm, addr);
 139         if (!pgd_present(*pgd))
 140                 return;
 141
 142         pud = pud_offset(pgd, addr);
 143         if (!pud_present(*pud))
 144                 return;
 145
 146         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 147         if (!pmd_present(*pmd))
 148                 return;
 149
 150         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 151
 152         if (!is_swap_pte(*ptep)) {
 153                 pte_unmap(ptep);
 154                 return;
 155         }
 156
 157         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 158         spin_lock(ptl);
 159         pte = *ptep;
 160         if (!is_swap_pte(pte))
 161                 goto out;
 162
 163         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 164
 165         if (!is_migration_entry(entry) || migration_entry_to_page(entry) != old)
 166                 goto out;
 167
 168         /*
 169          * Yes, ignore the return value from a GFP_ATOMIC mem_cgroup_charge.
 170          * Failure is not an option here: we're now expected to remove every
 171          * migration pte, and will cause crashes otherwise.  Normally this
 172          * is not an issue: mem_cgroup_prepare_migration bumped up the old
 173          * page_cgroup count for safety, that's now attached to the new page,
 174          * so this charge should just be another incrementation of the count,
 175          * to keep in balance with rmap.c's mem_cgroup_uncharging.  But if
 176          * there's been a force_empty, those reference counts may no longer
 177          * be reliable, and this charge can actually fail: oh well, we don't
 178          * make the situation any worse by proceeding as if it had succeeded.
 179          */
 180         mem_cgroup_charge(new, mm, GFP_ATOMIC);
 181
 182         get_page(new);
 183         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
 184         if (is_write_migration_entry(entry))
 185                 pte = pte_mkwrite(pte);
 186         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
 187         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
 188
 189         if (PageAnon(new))
 190                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
 191         else
 192                 page_add_file_rmap(new);
 193
 194         /* No need to invalidate - it was non-present before */
 195         update_mmu_cache(vma, addr, pte);
 196
 197 out:
 198         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 199 }
 200
 201 /*
 202  * Note that remove_file_migration_ptes will only work on regular mappings,
 203  * Nonlinear mappings do not use migration entries.
 204  */
 205 static void remove_file_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 206 {
 207         struct vm_area_struct *vma;
 208         struct address_space *mapping = page_mapping(new);
 209         struct prio_tree_iter iter;
 210         pgoff_t pgoff = new->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 211
 212         if (!mapping)
 213                 return;
 214
 215         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 216
 217         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff)
 218                 remove_migration_pte(vma, old, new);
 219
 220         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 221 }
 222
 223 /*
 224  * Must hold mmap_sem lock on at least one of the vmas containing
 225  * the page so that the anon_vma cannot vanish.
 226  */
 227 static void remove_anon_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 228 {
 229         struct anon_vma *anon_vma;
 230         struct vm_area_struct *vma;
 231         unsigned long mapping;
 232
 233         mapping = (unsigned long)new->mapping;
 234
 235         if (!mapping || (mapping & PAGE_MAPPING_ANON) == 0)
 236                 return;
 237
 238         /*
 239          * We hold the mmap_sem lock. So no need to call page_lock_anon_vma.
 240          */
 241         anon_vma = (struct anon_vma *) (mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 242         spin_lock(&anon_vma->lock);
 243
 244         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node)
 245                 remove_migration_pte(vma, old, new);
 246
 247         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Get rid of all migration entries and replace them by
 252  * references to the indicated page.
 253  */
 254 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 255 {
 256         if (PageAnon(new))
 257                 remove_anon_migration_ptes(old, new);
 258         else
 259                 remove_file_migration_ptes(old, new);
 260 }
 261
 262 /*
 263  * Something used the pte of a page under migration. We need to
 264  * get to the page and wait until migration is finished.
 265  * When we return from this function the fault will be retried.
 266  *
 267  * This function is called from do_swap_page().
 268  */
 269 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
 270                                 unsigned long address)
 271 {
 272         pte_t *ptep, pte;
 273         spinlock_t *ptl;
 274         swp_entry_t entry;
 275         struct page *page;
 276
 277         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 278         pte = *ptep;
 279         if (!is_swap_pte(pte))
 280                 goto out;
 281
 282         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 283         if (!is_migration_entry(entry))
 284                 goto out;
 285
 286         page = migration_entry_to_page(entry);
 287
 288         get_page(page);
 289         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 290         wait_on_page_locked(page);
 291         put_page(page);
 292         return;
 293 out:
 294         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 295 }
 296
 297 /*
 298  * Replace the page in the mapping.
 299  *
 300  * The number of remaining references must be:
 301  * 1 for anonymous pages without a mapping
 302  * 2 for pages with a mapping
 303  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate set.
 304  */
 305 static int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 306                 struct page *newpage, struct page *page)
 307 {
 308         void **pslot;
 309
 310         if (!mapping) {
 311                 /* Anonymous page without mapping */
 312                 if (page_count(page) != 1)
 313                         return -EAGAIN;
 314                 return 0;
 315         }
 316
 317         write_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 318
 319         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 320                                         page_index(page));
 321
 322         if (page_count(page) != 2 + !!PagePrivate(page) ||
 323                         (struct page *)radix_tree_deref_slot(pslot) != page) {
 324                 write_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 325                 return -EAGAIN;
 326         }
 327
 328         /*
 329          * Now we know that no one else is looking at the page.
 330          */
 331         get_page(newpage);      /* add cache reference */
 332 #ifdef CONFIG_SWAP
 333         if (PageSwapCache(page)) {
 334                 SetPageSwapCache(newpage);
 335                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 336         }
 337 #endif
 338
 339         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 340
 341         /*
 342          * Drop cache reference from old page.
 343          * We know this isn't the last reference.
 344          */
 345         __put_page(page);
 346
 347         /*
 348          * If moved to a different zone then also account
 349          * the page for that zone. Other VM counters will be
 350          * taken care of when we establish references to the
 351          * new page and drop references to the old page.
 352          *
 353          * Note that anonymous pages are accounted for
 354          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
 355          * are mapped to swap space.
 356          */
 357         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
 358         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
 359
 360         write_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 361         if (!PageSwapCache(newpage)) {
 362                 mem_cgroup_uncharge_cache_page(page);
 363         }
 364
 365         return 0;
 366 }
 367
 368 /*
 369  * Copy the page to its new location
 370  */
 371 static void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
 372 {
 373         copy_highpage(newpage, page);
 374
 375         if (PageError(page))
 376                 SetPageError(newpage);
 377         if (PageReferenced(page))
 378                 SetPageReferenced(newpage);
 379         if (PageUptodate(page))
 380                 SetPageUptodate(newpage);
 381         if (PageActive(page))
 382                 SetPageActive(newpage);
 383         if (PageChecked(page))
 384                 SetPageChecked(newpage);
 385         if (PageMappedToDisk(page))
 386                 SetPageMappedToDisk(newpage);
 387
 388         if (PageDirty(page)) {
 389                 clear_page_dirty_for_io(page);
 390                 /*
 391                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
 392                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
 393                  * but we can't use set_page_dirty because that function
 394                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
 395                  * Wheras only part of our page may be dirty.
 396                  */
 397                 __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
 398         }
 399
 400 #ifdef CONFIG_SWAP
 401         ClearPageSwapCache(page);
 402 #endif
 403         ClearPageActive(page);
 404         ClearPagePrivate(page);
 405         set_page_private(page, 0);
 406         page->mapping = NULL;
 407
 408         /*
 409          * If any waiters have accumulated on the new page then
 410          * wake them up.
 411          */
 412         if (PageWriteback(newpage))
 413                 end_page_writeback(newpage);
 414 }
 415
 416 /************************************************************
 417  *                    Migration functions
 418  ***********************************************************/
 419
 420 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
 421 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
 422                         struct page *newpage, struct page *page)
 423 {
 424         return -EIO;
 425 }
 426 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
 427
 428 /*
 429  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
 430  * pages that do not use PagePrivate.
 431  *
 432  * Pages are locked upon entry and exit.
 433  */
 434 int migrate_page(struct address_space *mapping,
 435                 struct page *newpage, struct page *page)
 436 {
 437         int rc;
 438
 439         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
 440
 441         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
 442
 443         if (rc)
 444                 return rc;
 445
 446         migrate_page_copy(newpage, page);
 447         return 0;
 448 }
 449 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
 450
 451 #ifdef CONFIG_BLOCK
 452 /*
 453  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
 454  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
 455  * exist.
 456  */
 457 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
 458                 struct page *newpage, struct page *page)
 459 {
 460         struct buffer_head *bh, *head;
 461         int rc;
 462
 463         if (!page_has_buffers(page))
 464                 return migrate_page(mapping, newpage, page);
 465
 466         head = page_buffers(page);
 467
 468         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
 469
 470         if (rc)
 471                 return rc;
 472
 473         bh = head;
 474         do {
 475                 get_bh(bh);
 476                 lock_buffer(bh);
 477                 bh = bh->b_this_page;
 478
 479         } while (bh != head);
 480
 481         ClearPagePrivate(page);
 482         set_page_private(newpage, page_private(page));
 483         set_page_private(page, 0);
 484         put_page(page);
 485         get_page(newpage);
 486
 487         bh = head;
 488         do {
 489                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
 490                 bh = bh->b_this_page;
 491
 492         } while (bh != head);
 493
 494         SetPagePrivate(newpage);
 495
 496         migrate_page_copy(newpage, page);
 497
 498         bh = head;
 499         do {
 500                 unlock_buffer(bh);
 501                 put_bh(bh);
 502                 bh = bh->b_this_page;
 503
 504         } while (bh != head);
 505
 506         return 0;
 507 }
 508 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
 509 #endif
 510
 511 /*
 512  * Writeback a page to clean the dirty state
 513  */
 514 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
 515 {
 516         struct writeback_control wbc = {
 517                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
 518                 .nr_to_write = 1,
 519                 .range_start = 0,
 520                 .range_end = LLONG_MAX,
 521                 .nonblocking = 1,
 522                 .for_reclaim = 1
 523         };
 524         int rc;
 525
 526         if (!mapping->a_ops->writepage)
 527                 /* No write method for the address space */
 528                 return -EINVAL;
 529
 530         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
 531                 /* Someone else already triggered a write */
 532                 return -EAGAIN;
 533
 534         /*
 535          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
 536          * the page on some queue. So the page must be clean for
 537          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
 538          * page state is no longer what we checked for earlier.
 539          * At this point we know that the migration attempt cannot
 540          * be successful.
 541          */
 542         remove_migration_ptes(page, page);
 543
 544         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
 545         if (rc < 0)
 546                 /* I/O Error writing */
 547                 return -EIO;
 548
 549         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
 550                 /* unlocked. Relock */
 551                 lock_page(page);
 552
 553         return -EAGAIN;
 554 }
 555
 556 /*
 557  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
 558  */
 559 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
 560         struct page *newpage, struct page *page)
 561 {
 562         if (PageDirty(page))
 563                 return writeout(mapping, page);
 564
 565         /*
 566          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
 567          * We must have no buffers or drop them.
 568          */
 569         if (PagePrivate(page) &&
 570             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
 571                 return -EAGAIN;
 572
 573         return migrate_page(mapping, newpage, page);
 574 }
 575
 576 /*
 577  * Move a page to a newly allocated page
 578  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
 579  *
 580  * The new page will have replaced the old page if this function
 581  * is successful.
 582  */
 583 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page)
 584 {
 585         struct address_space *mapping;
 586         int rc;
 587
 588         /*
 589          * Block others from accessing the page when we get around to
 590          * establishing additional references. We are the only one
 591          * holding a reference to the new page at this point.
 592          */
 593         if (TestSetPageLocked(newpage))
 594                 BUG();
 595
 596         /* Prepare mapping for the new page.*/
 597         newpage->index = page->index;
 598         newpage->mapping = page->mapping;
 599
 600         mapping = page_mapping(page);
 601         if (!mapping)
 602                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page);
 603         else if (mapping->a_ops->migratepage)
 604                 /*
 605                  * Most pages have a mapping and most filesystems
 606                  * should provide a migration function. Anonymous
 607                  * pages are part of swap space which also has its
 608                  * own migration function. This is the most common
 609                  * path for page migration.
 610                  */
 611                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
 612                                                 newpage, page);
 613         else
 614                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page);
 615
 616         if (!rc) {
 617                 remove_migration_ptes(page, newpage);
 618         } else
 619                 newpage->mapping = NULL;
 620
 621         unlock_page(newpage);
 622
 623         return rc;
 624 }
 625
 626 /*
 627  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
 628  * to the newly allocated page in newpage.
 629  */
 630 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
 631                         struct page *page, int force)
 632 {
 633         int rc = 0;
 634         int *result = NULL;
 635         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
 636         int rcu_locked = 0;
 637         int charge = 0;
 638
 639         if (!newpage)
 640                 return -ENOMEM;
 641
 642         if (page_count(page) == 1)
 643                 /* page was freed from under us. So we are done. */
 644                 goto move_newpage;
 645
 646         charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage);
 647         if (charge == -ENOMEM) {
 648                 rc = -ENOMEM;
 649                 goto move_newpage;
 650         }
 651         /* prepare cgroup just returns 0 or -ENOMEM */
 652         BUG_ON(charge);
 653
 654         rc = -EAGAIN;
 655         if (TestSetPageLocked(page)) {
 656                 if (!force)
 657                         goto move_newpage;
 658                 lock_page(page);
 659         }
 660
 661         if (PageWriteback(page)) {
 662                 if (!force)
 663                         goto unlock;
 664                 wait_on_page_writeback(page);
 665         }
 666         /*
 667          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
 668          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
 669          * This rcu_read_lock() delays freeing anon_vma pointer until the end
 670          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
 671          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
 672          * just care Anon page here.
 673          */
 674         if (PageAnon(page)) {
 675                 rcu_read_lock();
 676                 rcu_locked = 1;
 677         }
 678
 679         /*
 680          * Corner case handling:
 681          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
 682          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
 683          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
 684          * trigger a BUG.  So handle it here.
 685          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
 686          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
 687          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
 688          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
 689          * free the metadata, so the page can be freed.
 690          */
 691         if (!page->mapping) {
 692                 if (!PageAnon(page) && PagePrivate(page)) {
 693                         /*
 694                          * Go direct to try_to_free_buffers() here because
 695                          * a) that's what try_to_release_page() would do anyway
 696                          * b) we may be under rcu_read_lock() here, so we can't
 697                          *    use GFP_KERNEL which is what try_to_release_page()
 698                          *    needs to be effective.
 699                          */
 700                         try_to_free_buffers(page);
 701                 }
 702                 goto rcu_unlock;
 703         }
 704
 705         /* Establish migration ptes or remove ptes */
 706         try_to_unmap(page, 1);
 707
 708         if (!page_mapped(page))
 709                 rc = move_to_new_page(newpage, page);
 710
 711         if (rc)
 712                 remove_migration_ptes(page, page);
 713 rcu_unlock:
 714         if (rcu_locked)
 715                 rcu_read_unlock();
 716
 717 unlock:
 718
 719         unlock_page(page);
 720
 721         if (rc != -EAGAIN) {
 722                 /*
 723                  * A page that has been migrated has all references
 724                  * removed and will be freed. A page that has not been
 725                  * migrated will have kepts its references and be
 726                  * restored.
 727                  */
 728                 list_del(&page->lru);
 729                 move_to_lru(page);
 730         }
 731
 732 move_newpage:
 733         if (!charge)
 734                 mem_cgroup_end_migration(newpage);
 735         /*
 736          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
 737          * then this will free the page.
 738          */
 739         move_to_lru(newpage);
 740         if (result) {
 741                 if (rc)
 742                         *result = rc;
 743                 else
 744                         *result = page_to_nid(newpage);
 745         }
 746         return rc;
 747 }
 748
 749 /*
 750  * migrate_pages
 751  *
 752  * The function takes one list of pages to migrate and a function
 753  * that determines from the page to be migrated and the private data
 754  * the target of the move and allocates the page.
 755  *
 756  * The function returns after 10 attempts or if no pages
 757  * are movable anymore because to has become empty
 758  * or no retryable pages exist anymore. All pages will be
 759  * returned to the LRU or freed.
 760  *
 761  * Return: Number of pages not migrated or error code.
 762  */
 763 int migrate_pages(struct list_head *from,
 764                 new_page_t get_new_page, unsigned long private)
 765 {
 766         int retry = 1;
 767         int nr_failed = 0;
 768         int pass = 0;
 769         struct page *page;
 770         struct page *page2;
 771         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
 772         int rc;
 773
 774         if (!swapwrite)
 775                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
 776
 777         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
 778                 retry = 0;
 779
 780                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
 781                         cond_resched();
 782
 783                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
 784                                                 page, pass > 2);
 785
 786                         switch(rc) {
 787                         case -ENOMEM:
 788                                 goto out;
 789                         case -EAGAIN:
 790                                 retry++;
 791                                 break;
 792                         case 0:
 793                                 break;
 794                         default:
 795                                 /* Permanent failure */
 796                                 nr_failed++;
 797                                 break;
 798                         }
 799                 }
 800         }
 801         rc = 0;
 802 out:
 803         if (!swapwrite)
 804                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
 805
 806         putback_lru_pages(from);
 807
 808         if (rc)
 809                 return rc;
 810
 811         return nr_failed + retry;
 812 }
 813
 814 #ifdef CONFIG_NUMA
 815 /*
 816  * Move a list of individual pages
 817  */
 818 struct page_to_node {
 819         unsigned long addr;
 820         struct page *page;
 821         int node;
 822         int status;
 823 };
 824
 825 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
 826                 int **result)
 827 {
 828         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
 829
 830         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
 831                 pm++;
 832
 833         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
 834                 return NULL;
 835
 836         *result = &pm->status;
 837
 838         return alloc_pages_node(pm->node,
 839                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
 840 }
 841
 842 /*
 843  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
 844  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
 845  * and the node number must contain a valid target node.
 846  */
 847 static int do_move_pages(struct mm_struct *mm, struct page_to_node *pm,
 848                                 int migrate_all)
 849 {
 850         int err;
 851         struct page_to_node *pp;
 852         LIST_HEAD(pagelist);
 853
 854         down_read(&mm->mmap_sem);
 855
 856         /*
 857          * Build a list of pages to migrate
 858          */
 859         migrate_prep();
 860         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
 861                 struct vm_area_struct *vma;
 862                 struct page *page;
 863
 864                 /*
 865                  * A valid page pointer that will not match any of the
 866                  * pages that will be moved.
 867                  */
 868                 pp->page = ZERO_PAGE(0);
 869
 870                 err = -EFAULT;
 871                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
 872                 if (!vma || !vma_migratable(vma))
 873                         goto set_status;
 874
 875                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET);
 876
 877                 err = PTR_ERR(page);
 878                 if (IS_ERR(page))
 879                         goto set_status;
 880
 881                 err = -ENOENT;
 882                 if (!page)
 883                         goto set_status;
 884
 885                 if (PageReserved(page))         /* Check for zero page */
 886                         goto put_and_set;
 887
 888                 pp->page = page;
 889                 err = page_to_nid(page);
 890
 891                 if (err == pp->node)
 892                         /*
 893                          * Node already in the right place
 894                          */
 895                         goto put_and_set;
 896
 897                 err = -EACCES;
 898                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
 899                                 !migrate_all)
 900                         goto put_and_set;
 901
 902                 err = isolate_lru_page(page, &pagelist);
 903 put_and_set:
 904                 /*
 905                  * Either remove the duplicate refcount from
 906                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
 907                  * not isolated.
 908                  */
 909                 put_page(page);
 910 set_status:
 911                 pp->status = err;
 912         }
 913
 914         if (!list_empty(&pagelist))
 915                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
 916                                 (unsigned long)pm);
 917         else
 918                 err = -ENOENT;
 919
 920         up_read(&mm->mmap_sem);
 921         return err;
 922 }
 923
 924 /*
 925  * Determine the nodes of a list of pages. The addr in the pm array
 926  * must have been set to the virtual address of which we want to determine
 927  * the node number.
 928  */
 929 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, struct page_to_node *pm)
 930 {
 931         down_read(&mm->mmap_sem);
 932
 933         for ( ; pm->node != MAX_NUMNODES; pm++) {
 934                 struct vm_area_struct *vma;
 935                 struct page *page;
 936                 int err;
 937
 938                 err = -EFAULT;
 939                 vma = find_vma(mm, pm->addr);
 940                 if (!vma)
 941                         goto set_status;
 942
 943                 page = follow_page(vma, pm->addr, 0);
 944
 945                 err = PTR_ERR(page);
 946                 if (IS_ERR(page))
 947                         goto set_status;
 948
 949                 err = -ENOENT;
 950                 /* Use PageReserved to check for zero page */
 951                 if (!page || PageReserved(page))
 952                         goto set_status;
 953
 954                 err = page_to_nid(page);
 955 set_status:
 956                 pm->status = err;
 957         }
 958
 959         up_read(&mm->mmap_sem);
 960         return 0;
 961 }
 962
 963 /*
 964  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
 965  * process.
 966  */
 967 asmlinkage long sys_move_pages(pid_t pid, unsigned long nr_pages,
 968                         const void __user * __user *pages,
 969                         const int __user *nodes,
 970                         int __user *status, int flags)
 971 {
 972         int err = 0;
 973         int i;
 974         struct task_struct *task;
 975         nodemask_t task_nodes;
 976         struct mm_struct *mm;
 977         struct page_to_node *pm = NULL;
 978
 979         /* Check flags */
 980         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
 981                 return -EINVAL;
 982
 983         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
 984                 return -EPERM;
 985
 986         /* Find the mm_struct */
 987         read_lock(&tasklist_lock);
 988         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
 989         if (!task) {
 990                 read_unlock(&tasklist_lock);
 991                 return -ESRCH;
 992         }
 993         mm = get_task_mm(task);
 994         read_unlock(&tasklist_lock);
 995
 996         if (!mm)
 997                 return -EINVAL;
 998
 999         /*
1000          * Check if this process has the right to modify the specified
1001          * process. The right exists if the process has administrative
1002          * capabilities, superuser privileges or the same
1003          * userid as the target process.
1004          */
1005         if ((current->euid != task->suid) && (current->euid != task->uid) &&
1006             (current->uid != task->suid) && (current->uid != task->uid) &&
1007             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1008                 err = -EPERM;
1009                 goto out2;
1010         }
1011
1012         err = security_task_movememory(task);
1013         if (err)
1014                 goto out2;
1015
1016
1017         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1018
1019         /* Limit nr_pages so that the multiplication may not overflow */
1020         if (nr_pages >= ULONG_MAX / sizeof(struct page_to_node) - 1) {
1021                 err = -E2BIG;
1022                 goto out2;
1023         }
1024
1025         pm = vmalloc((nr_pages + 1) * sizeof(struct page_to_node));
1026         if (!pm) {
1027                 err = -ENOMEM;
1028                 goto out2;
1029         }
1030
1031         /*
1032          * Get parameters from user space and initialize the pm
1033          * array. Return various errors if the user did something wrong.
1034          */
1035         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1036                 const void __user *p;
1037
1038                 err = -EFAULT;
1039                 if (get_user(p, pages + i))
1040                         goto out;
1041
1042                 pm[i].addr = (unsigned long)p;
1043                 if (nodes) {
1044                         int node;
1045
1046                         if (get_user(node, nodes + i))
1047                                 goto out;
1048
1049                         err = -ENODEV;
1050                         if (!node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
1051                                 goto out;
1052
1053                         err = -EACCES;
1054                         if (!node_isset(node, task_nodes))
1055                                 goto out;
1056
1057                         pm[i].node = node;
1058                 } else
1059                         pm[i].node = 0; /* anything to not match MAX_NUMNODES */
1060         }
1061         /* End marker */
1062         pm[nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
1063
1064         if (nodes)
1065                 err = do_move_pages(mm, pm, flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1066         else
1067                 err = do_pages_stat(mm, pm);
1068
1069         if (err >= 0)
1070                 /* Return status information */
1071                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1072                         if (put_user(pm[i].status, status + i))
1073                                 err = -EFAULT;
1074
1075 out:
1076         vfree(pm);
1077 out2:
1078         mmput(mm);
1079         return err;
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1084  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1085  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1086  */
1087 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1088         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1089 {
1090         struct vm_area_struct *vma;
1091         int err = 0;
1092
1093         for(vma = mm->mmap; vma->vm_next && !err; vma = vma->vm_next) {
1094                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1095                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1096                         if (err)
1097                                 break;
1098                 }
1099         }
1100         return err;
1101 }
1102 #endif