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
  36 #include "internal.h"
  37
  38 #define lru_to_page(_head) (list_entry((_head)->prev, struct page, lru))
  39
  40 /*
  41  * migrate_prep() needs to be called before we start compiling a list of pages
  42  * to be migrated using isolate_lru_page().
  43  */
  44 int migrate_prep(void)
  45 {
  46         /*
  47          * Clear the LRU lists so pages can be isolated.
  48          * Note that pages may be moved off the LRU after we have
  49          * drained them. Those pages will fail to migrate like other
  50          * pages that may be busy.
  51          */
  52         lru_add_drain_all();
  53
  54         return 0;
  55 }
  56
  57 /*
  58  * Add isolated pages on the list back to the LRU under page lock
  59  * to avoid leaking evictable pages back onto unevictable list.
  60  *
  61  * returns the number of pages put back.
  62  */
  63 int putback_lru_pages(struct list_head *l)
  64 {
  65         struct page *page;
  66         struct page *page2;
  67         int count = 0;
  68
  69         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
  70                 list_del(&page->lru);
  71                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
  72                                 page_is_file_cache(page));
  73                 putback_lru_page(page);
  74                 count++;
  75         }
  76         return count;
  77 }
  78
  79 /*
  80  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
  81  */
  82 static int remove_migration_pte(struct page *new, struct vm_area_struct *vma,
  83                                  unsigned long addr, void *old)
  84 {
  85         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  86         swp_entry_t entry;
  87         pgd_t *pgd;
  88         pud_t *pud;
  89         pmd_t *pmd;
  90         pte_t *ptep, pte;
  91         spinlock_t *ptl;
  92
  93         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  94         if (!pgd_present(*pgd))
  95                 goto out;
  96
  97         pud = pud_offset(pgd, addr);
  98         if (!pud_present(*pud))
  99                 goto out;
 100
 101         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 102         if (!pmd_present(*pmd))
 103                 goto out;
 104
 105         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 106
 107         if (!is_swap_pte(*ptep)) {
 108                 pte_unmap(ptep);
 109                 goto out;
 110         }
 111
 112         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 113         spin_lock(ptl);
 114         pte = *ptep;
 115         if (!is_swap_pte(pte))
 116                 goto unlock;
 117
 118         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 119
 120         if (!is_migration_entry(entry) ||
 121             migration_entry_to_page(entry) != old)
 122                 goto unlock;
 123
 124         get_page(new);
 125         pte = pte_mkold(mk_pte(new, vma->vm_page_prot));
 126         if (is_write_migration_entry(entry))
 127                 pte = pte_mkwrite(pte);
 128         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
 129         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
 130
 131         if (PageAnon(new))
 132                 page_add_anon_rmap(new, vma, addr);
 133         else
 134                 page_add_file_rmap(new);
 135
 136         /* No need to invalidate - it was non-present before */
 137         update_mmu_cache(vma, addr, pte);
 138 unlock:
 139         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 140 out:
 141         return SWAP_AGAIN;
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Get rid of all migration entries and replace them by
 146  * references to the indicated page.
 147  */
 148 static void remove_migration_ptes(struct page *old, struct page *new)
 149 {
 150         rmap_walk(new, remove_migration_pte, old);
 151 }
 152
 153 /*
 154  * Something used the pte of a page under migration. We need to
 155  * get to the page and wait until migration is finished.
 156  * When we return from this function the fault will be retried.
 157  *
 158  * This function is called from do_swap_page().
 159  */
 160 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
 161                                 unsigned long address)
 162 {
 163         pte_t *ptep, pte;
 164         spinlock_t *ptl;
 165         swp_entry_t entry;
 166         struct page *page;
 167
 168         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 169         pte = *ptep;
 170         if (!is_swap_pte(pte))
 171                 goto out;
 172
 173         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 174         if (!is_migration_entry(entry))
 175                 goto out;
 176
 177         page = migration_entry_to_page(entry);
 178
 179         /*
 180          * Once radix-tree replacement of page migration started, page_count
 181          * *must* be zero. And, we don't want to call wait_on_page_locked()
 182          * against a page without get_page().
 183          * So, we use get_page_unless_zero(), here. Even failed, page fault
 184          * will occur again.
 185          */
 186         if (!get_page_unless_zero(page))
 187                 goto out;
 188         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 189         wait_on_page_locked(page);
 190         put_page(page);
 191         return;
 192 out:
 193         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 194 }
 195
 196 /*
 197  * Replace the page in the mapping.
 198  *
 199  * The number of remaining references must be:
 200  * 1 for anonymous pages without a mapping
 201  * 2 for pages with a mapping
 202  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
 203  */
 204 static int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 205                 struct page *newpage, struct page *page)
 206 {
 207         int expected_count;
 208         void **pslot;
 209
 210         if (!mapping) {
 211                 /* Anonymous page without mapping */
 212                 if (page_count(page) != 1)
 213                         return -EAGAIN;
 214                 return 0;
 215         }
 216
 217         spin_lock_irq(&mapping->tree_lock);
 218
 219         pslot = radix_tree_lookup_slot(&mapping->page_tree,
 220                                         page_index(page));
 221
 222         expected_count = 2 + page_has_private(page);
 223         if (page_count(page) != expected_count ||
 224                         (struct page *)radix_tree_deref_slot(pslot) != page) {
 225                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 226                 return -EAGAIN;
 227         }
 228
 229         if (!page_freeze_refs(page, expected_count)) {
 230                 spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 231                 return -EAGAIN;
 232         }
 233
 234         /*
 235          * Now we know that no one else is looking at the page.
 236          */
 237         get_page(newpage);      /* add cache reference */
 238         if (PageSwapCache(page)) {
 239                 SetPageSwapCache(newpage);
 240                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 241         }
 242
 243         radix_tree_replace_slot(pslot, newpage);
 244
 245         page_unfreeze_refs(page, expected_count);
 246         /*
 247          * Drop cache reference from old page.
 248          * We know this isn't the last reference.
 249          */
 250         __put_page(page);
 251
 252         /*
 253          * If moved to a different zone then also account
 254          * the page for that zone. Other VM counters will be
 255          * taken care of when we establish references to the
 256          * new page and drop references to the old page.
 257          *
 258          * Note that anonymous pages are accounted for
 259          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_PAGES if they
 260          * are mapped to swap space.
 261          */
 262         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
 263         __inc_zone_page_state(newpage, NR_FILE_PAGES);
 264         if (PageSwapBacked(page)) {
 265                 __dec_zone_page_state(page, NR_SHMEM);
 266                 __inc_zone_page_state(newpage, NR_SHMEM);
 267         }
 268         spin_unlock_irq(&mapping->tree_lock);
 269
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Copy the page to its new location
 275  */
 276 static void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page)
 277 {
 278         int anon;
 279
 280         copy_highpage(newpage, page);
 281
 282         if (PageError(page))
 283                 SetPageError(newpage);
 284         if (PageReferenced(page))
 285                 SetPageReferenced(newpage);
 286         if (PageUptodate(page))
 287                 SetPageUptodate(newpage);
 288         if (TestClearPageActive(page)) {
 289                 VM_BUG_ON(PageUnevictable(page));
 290                 SetPageActive(newpage);
 291         } else if (TestClearPageUnevictable(page))
 292                 SetPageUnevictable(newpage);
 293         if (PageChecked(page))
 294                 SetPageChecked(newpage);
 295         if (PageMappedToDisk(page))
 296                 SetPageMappedToDisk(newpage);
 297
 298         if (PageDirty(page)) {
 299                 clear_page_dirty_for_io(page);
 300                 /*
 301                  * Want to mark the page and the radix tree as dirty, and
 302                  * redo the accounting that clear_page_dirty_for_io undid,
 303                  * but we can't use set_page_dirty because that function
 304                  * is actually a signal that all of the page has become dirty.
 305                  * Wheras only part of our page may be dirty.
 306                  */
 307                 __set_page_dirty_nobuffers(newpage);
 308         }
 309
 310         mlock_migrate_page(newpage, page);
 311         ksm_migrate_page(newpage, page);
 312
 313         ClearPageSwapCache(page);
 314         ClearPagePrivate(page);
 315         set_page_private(page, 0);
 316         /* page->mapping contains a flag for PageAnon() */
 317         anon = PageAnon(page);
 318         page->mapping = NULL;
 319
 320         /*
 321          * If any waiters have accumulated on the new page then
 322          * wake them up.
 323          */
 324         if (PageWriteback(newpage))
 325                 end_page_writeback(newpage);
 326 }
 327
 328 /************************************************************
 329  *                    Migration functions
 330  ***********************************************************/
 331
 332 /* Always fail migration. Used for mappings that are not movable */
 333 int fail_migrate_page(struct address_space *mapping,
 334                         struct page *newpage, struct page *page)
 335 {
 336         return -EIO;
 337 }
 338 EXPORT_SYMBOL(fail_migrate_page);
 339
 340 /*
 341  * Common logic to directly migrate a single page suitable for
 342  * pages that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
 343  *
 344  * Pages are locked upon entry and exit.
 345  */
 346 int migrate_page(struct address_space *mapping,
 347                 struct page *newpage, struct page *page)
 348 {
 349         int rc;
 350
 351         BUG_ON(PageWriteback(page));    /* Writeback must be complete */
 352
 353         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
 354
 355         if (rc)
 356                 return rc;
 357
 358         migrate_page_copy(newpage, page);
 359         return 0;
 360 }
 361 EXPORT_SYMBOL(migrate_page);
 362
 363 #ifdef CONFIG_BLOCK
 364 /*
 365  * Migration function for pages with buffers. This function can only be used
 366  * if the underlying filesystem guarantees that no other references to "page"
 367  * exist.
 368  */
 369 int buffer_migrate_page(struct address_space *mapping,
 370                 struct page *newpage, struct page *page)
 371 {
 372         struct buffer_head *bh, *head;
 373         int rc;
 374
 375         if (!page_has_buffers(page))
 376                 return migrate_page(mapping, newpage, page);
 377
 378         head = page_buffers(page);
 379
 380         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page);
 381
 382         if (rc)
 383                 return rc;
 384
 385         bh = head;
 386         do {
 387                 get_bh(bh);
 388                 lock_buffer(bh);
 389                 bh = bh->b_this_page;
 390
 391         } while (bh != head);
 392
 393         ClearPagePrivate(page);
 394         set_page_private(newpage, page_private(page));
 395         set_page_private(page, 0);
 396         put_page(page);
 397         get_page(newpage);
 398
 399         bh = head;
 400         do {
 401                 set_bh_page(bh, newpage, bh_offset(bh));
 402                 bh = bh->b_this_page;
 403
 404         } while (bh != head);
 405
 406         SetPagePrivate(newpage);
 407
 408         migrate_page_copy(newpage, page);
 409
 410         bh = head;
 411         do {
 412                 unlock_buffer(bh);
 413                 put_bh(bh);
 414                 bh = bh->b_this_page;
 415
 416         } while (bh != head);
 417
 418         return 0;
 419 }
 420 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_page);
 421 #endif
 422
 423 /*
 424  * Writeback a page to clean the dirty state
 425  */
 426 static int writeout(struct address_space *mapping, struct page *page)
 427 {
 428         struct writeback_control wbc = {
 429                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
 430                 .nr_to_write = 1,
 431                 .range_start = 0,
 432                 .range_end = LLONG_MAX,
 433                 .nonblocking = 1,
 434                 .for_reclaim = 1
 435         };
 436         int rc;
 437
 438         if (!mapping->a_ops->writepage)
 439                 /* No write method for the address space */
 440                 return -EINVAL;
 441
 442         if (!clear_page_dirty_for_io(page))
 443                 /* Someone else already triggered a write */
 444                 return -EAGAIN;
 445
 446         /*
 447          * A dirty page may imply that the underlying filesystem has
 448          * the page on some queue. So the page must be clean for
 449          * migration. Writeout may mean we loose the lock and the
 450          * page state is no longer what we checked for earlier.
 451          * At this point we know that the migration attempt cannot
 452          * be successful.
 453          */
 454         remove_migration_ptes(page, page);
 455
 456         rc = mapping->a_ops->writepage(page, &wbc);
 457
 458         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
 459                 /* unlocked. Relock */
 460                 lock_page(page);
 461
 462         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
 463 }
 464
 465 /*
 466  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
 467  */
 468 static int fallback_migrate_page(struct address_space *mapping,
 469         struct page *newpage, struct page *page)
 470 {
 471         if (PageDirty(page))
 472                 return writeout(mapping, page);
 473
 474         /*
 475          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
 476          * We must have no buffers or drop them.
 477          */
 478         if (page_has_private(page) &&
 479             !try_to_release_page(page, GFP_KERNEL))
 480                 return -EAGAIN;
 481
 482         return migrate_page(mapping, newpage, page);
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Move a page to a newly allocated page
 487  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
 488  *
 489  * The new page will have replaced the old page if this function
 490  * is successful.
 491  *
 492  * Return value:
 493  *   < 0 - error code
 494  *  == 0 - success
 495  */
 496 static int move_to_new_page(struct page *newpage, struct page *page)
 497 {
 498         struct address_space *mapping;
 499         int rc;
 500
 501         /*
 502          * Block others from accessing the page when we get around to
 503          * establishing additional references. We are the only one
 504          * holding a reference to the new page at this point.
 505          */
 506         if (!trylock_page(newpage))
 507                 BUG();
 508
 509         /* Prepare mapping for the new page.*/
 510         newpage->index = page->index;
 511         newpage->mapping = page->mapping;
 512         if (PageSwapBacked(page))
 513                 SetPageSwapBacked(newpage);
 514
 515         mapping = page_mapping(page);
 516         if (!mapping)
 517                 rc = migrate_page(mapping, newpage, page);
 518         else if (mapping->a_ops->migratepage)
 519                 /*
 520                  * Most pages have a mapping and most filesystems
 521                  * should provide a migration function. Anonymous
 522                  * pages are part of swap space which also has its
 523                  * own migration function. This is the most common
 524                  * path for page migration.
 525                  */
 526                 rc = mapping->a_ops->migratepage(mapping,
 527                                                 newpage, page);
 528         else
 529                 rc = fallback_migrate_page(mapping, newpage, page);
 530
 531         if (!rc)
 532                 remove_migration_ptes(page, newpage);
 533         else
 534                 newpage->mapping = NULL;
 535
 536         unlock_page(newpage);
 537
 538         return rc;
 539 }
 540
 541 /*
 542  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page
 543  * to the newly allocated page in newpage.
 544  */
 545 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,
 546                         struct page *page, int force, int offlining)
 547 {
 548         int rc = 0;
 549         int *result = NULL;
 550         struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);
 551         int rcu_locked = 0;
 552         int charge = 0;
 553         struct mem_cgroup *mem = NULL;
 554
 555         if (!newpage)
 556                 return -ENOMEM;
 557
 558         if (page_count(page) == 1) {
 559                 /* page was freed from under us. So we are done. */
 560                 goto move_newpage;
 561         }
 562
 563         /* prepare cgroup just returns 0 or -ENOMEM */
 564         rc = -EAGAIN;
 565
 566         if (!trylock_page(page)) {
 567                 if (!force)
 568                         goto move_newpage;
 569                 lock_page(page);
 570         }
 571
 572         /*
 573          * Only memory hotplug's offline_pages() caller has locked out KSM,
 574          * and can safely migrate a KSM page.  The other cases have skipped
 575          * PageKsm along with PageReserved - but it is only now when we have
 576          * the page lock that we can be certain it will not go KSM beneath us
 577          * (KSM will not upgrade a page from PageAnon to PageKsm when it sees
 578          * its pagecount raised, but only here do we take the page lock which
 579          * serializes that).
 580          */
 581         if (PageKsm(page) && !offlining) {
 582                 rc = -EBUSY;
 583                 goto unlock;
 584         }
 585
 586         /* charge against new page */
 587         charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, &mem);
 588         if (charge == -ENOMEM) {
 589                 rc = -ENOMEM;
 590                 goto unlock;
 591         }
 592         BUG_ON(charge);
 593
 594         if (PageWriteback(page)) {
 595                 if (!force)
 596                         goto uncharge;
 597                 wait_on_page_writeback(page);
 598         }
 599         /*
 600          * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case,
 601          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page.
 602          * This rcu_read_lock() delays freeing anon_vma pointer until the end
 603          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
 604          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
 605          * just care Anon page here.
 606          */
 607         if (PageAnon(page)) {
 608                 rcu_read_lock();
 609                 rcu_locked = 1;
 610         }
 611
 612         /*
 613          * Corner case handling:
 614          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
 615          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
 616          * Calling try_to_unmap() against a page->mapping==NULL page will
 617          * trigger a BUG.  So handle it here.
 618          * 2. An orphaned page (see truncate_complete_page) might have
 619          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
 620          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
 621          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
 622          * free the metadata, so the page can be freed.
 623          */
 624         if (!page->mapping) {
 625                 if (!PageAnon(page) && page_has_private(page)) {
 626                         /*
 627                          * Go direct to try_to_free_buffers() here because
 628                          * a) that's what try_to_release_page() would do anyway
 629                          * b) we may be under rcu_read_lock() here, so we can't
 630                          *    use GFP_KERNEL which is what try_to_release_page()
 631                          *    needs to be effective.
 632                          */
 633                         try_to_free_buffers(page);
 634                         goto rcu_unlock;
 635                 }
 636                 goto skip_unmap;
 637         }
 638
 639         /* Establish migration ptes or remove ptes */
 640         try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);
 641
 642 skip_unmap:
 643         if (!page_mapped(page))
 644                 rc = move_to_new_page(newpage, page);
 645
 646         if (rc)
 647                 remove_migration_ptes(page, page);
 648 rcu_unlock:
 649         if (rcu_locked)
 650                 rcu_read_unlock();
 651 uncharge:
 652         if (!charge)
 653                 mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage);
 654 unlock:
 655         unlock_page(page);
 656
 657         if (rc != -EAGAIN) {
 658                 /*
 659                  * A page that has been migrated has all references
 660                  * removed and will be freed. A page that has not been
 661                  * migrated will have kepts its references and be
 662                  * restored.
 663                  */
 664                 list_del(&page->lru);
 665                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 666                                 page_is_file_cache(page));
 667                 putback_lru_page(page);
 668         }
 669
 670 move_newpage:
 671
 672         /*
 673          * Move the new page to the LRU. If migration was not successful
 674          * then this will free the page.
 675          */
 676         putback_lru_page(newpage);
 677
 678         if (result) {
 679                 if (rc)
 680                         *result = rc;
 681                 else
 682                         *result = page_to_nid(newpage);
 683         }
 684         return rc;
 685 }
 686
 687 /*
 688  * migrate_pages
 689  *
 690  * The function takes one list of pages to migrate and a function
 691  * that determines from the page to be migrated and the private data
 692  * the target of the move and allocates the page.
 693  *
 694  * The function returns after 10 attempts or if no pages
 695  * are movable anymore because to has become empty
 696  * or no retryable pages exist anymore. All pages will be
 697  * returned to the LRU or freed.
 698  *
 699  * Return: Number of pages not migrated or error code.
 700  */
 701 int migrate_pages(struct list_head *from,
 702                 new_page_t get_new_page, unsigned long private, int offlining)
 703 {
 704         int retry = 1;
 705         int nr_failed = 0;
 706         int pass = 0;
 707         struct page *page;
 708         struct page *page2;
 709         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;
 710         int rc;
 711
 712         if (!swapwrite)
 713                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;
 714
 715         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {
 716                 retry = 0;
 717
 718                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {
 719                         cond_resched();
 720
 721                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,
 722                                                 page, pass > 2, offlining);
 723
 724                         switch(rc) {
 725                         case -ENOMEM:
 726                                 goto out;
 727                         case -EAGAIN:
 728                                 retry++;
 729                                 break;
 730                         case 0:
 731                                 break;
 732                         default:
 733                                 /* Permanent failure */
 734                                 nr_failed++;
 735                                 break;
 736                         }
 737                 }
 738         }
 739         rc = 0;
 740 out:
 741         if (!swapwrite)
 742                 current->flags &= ~PF_SWAPWRITE;
 743
 744         putback_lru_pages(from);
 745
 746         if (rc)
 747                 return rc;
 748
 749         return nr_failed + retry;
 750 }
 751
 752 #ifdef CONFIG_NUMA
 753 /*
 754  * Move a list of individual pages
 755  */
 756 struct page_to_node {
 757         unsigned long addr;
 758         struct page *page;
 759         int node;
 760         int status;
 761 };
 762
 763 static struct page *new_page_node(struct page *p, unsigned long private,
 764                 int **result)
 765 {
 766         struct page_to_node *pm = (struct page_to_node *)private;
 767
 768         while (pm->node != MAX_NUMNODES && pm->page != p)
 769                 pm++;
 770
 771         if (pm->node == MAX_NUMNODES)
 772                 return NULL;
 773
 774         *result = &pm->status;
 775
 776         return alloc_pages_exact_node(pm->node,
 777                                 GFP_HIGHUSER_MOVABLE | GFP_THISNODE, 0);
 778 }
 779
 780 /*
 781  * Move a set of pages as indicated in the pm array. The addr
 782  * field must be set to the virtual address of the page to be moved
 783  * and the node number must contain a valid target node.
 784  * The pm array ends with node = MAX_NUMNODES.
 785  */
 786 static int do_move_page_to_node_array(struct mm_struct *mm,
 787                                       struct page_to_node *pm,
 788                                       int migrate_all)
 789 {
 790         int err;
 791         struct page_to_node *pp;
 792         LIST_HEAD(pagelist);
 793
 794         down_read(&mm->mmap_sem);
 795
 796         /*
 797          * Build a list of pages to migrate
 798          */
 799         for (pp = pm; pp->node != MAX_NUMNODES; pp++) {
 800                 struct vm_area_struct *vma;
 801                 struct page *page;
 802
 803                 err = -EFAULT;
 804                 vma = find_vma(mm, pp->addr);
 805                 if (!vma || !vma_migratable(vma))
 806                         goto set_status;
 807
 808                 page = follow_page(vma, pp->addr, FOLL_GET);
 809
 810                 err = PTR_ERR(page);
 811                 if (IS_ERR(page))
 812                         goto set_status;
 813
 814                 err = -ENOENT;
 815                 if (!page)
 816                         goto set_status;
 817
 818                 /* Use PageReserved to check for zero page */
 819                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
 820                         goto put_and_set;
 821
 822                 pp->page = page;
 823                 err = page_to_nid(page);
 824
 825                 if (err == pp->node)
 826                         /*
 827                          * Node already in the right place
 828                          */
 829                         goto put_and_set;
 830
 831                 err = -EACCES;
 832                 if (page_mapcount(page) > 1 &&
 833                                 !migrate_all)
 834                         goto put_and_set;
 835
 836                 err = isolate_lru_page(page);
 837                 if (!err) {
 838                         list_add_tail(&page->lru, &pagelist);
 839                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 840                                             page_is_file_cache(page));
 841                 }
 842 put_and_set:
 843                 /*
 844                  * Either remove the duplicate refcount from
 845                  * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
 846                  * not isolated.
 847                  */
 848                 put_page(page);
 849 set_status:
 850                 pp->status = err;
 851         }
 852
 853         err = 0;
 854         if (!list_empty(&pagelist))
 855                 err = migrate_pages(&pagelist, new_page_node,
 856                                 (unsigned long)pm, 0);
 857
 858         up_read(&mm->mmap_sem);
 859         return err;
 860 }
 861
 862 /*
 863  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
 864  * the corresponding array of status.
 865  */
 866 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, struct task_struct *task,
 867                          unsigned long nr_pages,
 868                          const void __user * __user *pages,
 869                          const int __user *nodes,
 870                          int __user *status, int flags)
 871 {
 872         struct page_to_node *pm;
 873         nodemask_t task_nodes;
 874         unsigned long chunk_nr_pages;
 875         unsigned long chunk_start;
 876         int err;
 877
 878         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
 879
 880         err = -ENOMEM;
 881         pm = (struct page_to_node *)__get_free_page(GFP_KERNEL);
 882         if (!pm)
 883                 goto out;
 884
 885         migrate_prep();
 886
 887         /*
 888          * Store a chunk of page_to_node array in a page,
 889          * but keep the last one as a marker
 890          */
 891         chunk_nr_pages = (PAGE_SIZE / sizeof(struct page_to_node)) - 1;
 892
 893         for (chunk_start = 0;
 894              chunk_start < nr_pages;
 895              chunk_start += chunk_nr_pages) {
 896                 int j;
 897
 898                 if (chunk_start + chunk_nr_pages > nr_pages)
 899                         chunk_nr_pages = nr_pages - chunk_start;
 900
 901                 /* fill the chunk pm with addrs and nodes from user-space */
 902                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++) {
 903                         const void __user *p;
 904                         int node;
 905
 906                         err = -EFAULT;
 907                         if (get_user(p, pages + j + chunk_start))
 908                                 goto out_pm;
 909                         pm[j].addr = (unsigned long) p;
 910
 911                         if (get_user(node, nodes + j + chunk_start))
 912                                 goto out_pm;
 913
 914                         err = -ENODEV;
 915                         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
 916                                 goto out_pm;
 917
 918                         if (!node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
 919                                 goto out_pm;
 920
 921                         err = -EACCES;
 922                         if (!node_isset(node, task_nodes))
 923                                 goto out_pm;
 924
 925                         pm[j].node = node;
 926                 }
 927
 928                 /* End marker for this chunk */
 929                 pm[chunk_nr_pages].node = MAX_NUMNODES;
 930
 931                 /* Migrate this chunk */
 932                 err = do_move_page_to_node_array(mm, pm,
 933                                                  flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
 934                 if (err < 0)
 935                         goto out_pm;
 936
 937                 /* Return status information */
 938                 for (j = 0; j < chunk_nr_pages; j++)
 939                         if (put_user(pm[j].status, status + j + chunk_start)) {
 940                                 err = -EFAULT;
 941                                 goto out_pm;
 942                         }
 943         }
 944         err = 0;
 945
 946 out_pm:
 947         free_page((unsigned long)pm);
 948 out:
 949         return err;
 950 }
 951
 952 /*
 953  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
 954  */
 955 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
 956                                 const void __user **pages, int *status)
 957 {
 958         unsigned long i;
 959
 960         down_read(&mm->mmap_sem);
 961
 962         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 963                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
 964                 struct vm_area_struct *vma;
 965                 struct page *page;
 966                 int err = -EFAULT;
 967
 968                 vma = find_vma(mm, addr);
 969                 if (!vma)
 970                         goto set_status;
 971
 972                 page = follow_page(vma, addr, 0);
 973
 974                 err = PTR_ERR(page);
 975                 if (IS_ERR(page))
 976                         goto set_status;
 977
 978                 err = -ENOENT;
 979                 /* Use PageReserved to check for zero page */
 980                 if (!page || PageReserved(page) || PageKsm(page))
 981                         goto set_status;
 982
 983                 err = page_to_nid(page);
 984 set_status:
 985                 *status = err;
 986
 987                 pages++;
 988                 status++;
 989         }
 990
 991         up_read(&mm->mmap_sem);
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
 996  * a user array of status.
 997  */
 998 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
 999                          const void __user * __user *pages,
1000                          int __user *status)
1001 {
1002 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16
1003         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1004         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1005
1006         while (nr_pages) {
1007                 unsigned long chunk_nr;
1008
1009                 chunk_nr = nr_pages;
1010                 if (chunk_nr > DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR)
1011                         chunk_nr = DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR;
1012
1013                 if (copy_from_user(chunk_pages, pages, chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1014                         break;
1015
1016                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
1017
1018                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
1019                         break;
1020
1021                 pages += chunk_nr;
1022                 status += chunk_nr;
1023                 nr_pages -= chunk_nr;
1024         }
1025         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
1030  * process.
1031  */
1032 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
1033                 const void __user * __user *, pages,
1034                 const int __user *, nodes,
1035                 int __user *, status, int, flags)
1036 {
1037         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1038         struct task_struct *task;
1039         struct mm_struct *mm;
1040         int err;
1041
1042         /* Check flags */
1043         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
1044                 return -EINVAL;
1045
1046         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1047                 return -EPERM;
1048
1049         /* Find the mm_struct */
1050         read_lock(&tasklist_lock);
1051         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1052         if (!task) {
1053                 read_unlock(&tasklist_lock);
1054                 return -ESRCH;
1055         }
1056         mm = get_task_mm(task);
1057         read_unlock(&tasklist_lock);
1058
1059         if (!mm)
1060                 return -EINVAL;
1061
1062         /*
1063          * Check if this process has the right to modify the specified
1064          * process. The right exists if the process has administrative
1065          * capabilities, superuser privileges or the same
1066          * userid as the target process.
1067          */
1068         rcu_read_lock();
1069         tcred = __task_cred(task);
1070         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1071             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1072             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1073                 rcu_read_unlock();
1074                 err = -EPERM;
1075                 goto out;
1076         }
1077         rcu_read_unlock();
1078
1079         err = security_task_movememory(task);
1080         if (err)
1081                 goto out;
1082
1083         if (nodes) {
1084                 err = do_pages_move(mm, task, nr_pages, pages, nodes, status,
1085                                     flags);
1086         } else {
1087                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
1088         }
1089
1090 out:
1091         mmput(mm);
1092         return err;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Call migration functions in the vma_ops that may prepare
1097  * memory in a vm for migration. migration functions may perform
1098  * the migration for vmas that do not have an underlying page struct.
1099  */
1100 int migrate_vmas(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *to,
1101         const nodemask_t *from, unsigned long flags)
1102 {
1103         struct vm_area_struct *vma;
1104         int err = 0;
1105
1106         for (vma = mm->mmap; vma && !err; vma = vma->vm_next) {
1107                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->migrate) {
1108                         err = vma->vm_ops->migrate(vma, to, from, flags);
1109                         if (err)
1110                                 break;
1111                 }
1112         }
1113         return err;
1114 }
1115 #endif