include/linux/migrate.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _LINUX_MIGRATE_H
   3 #define _LINUX_MIGRATE_H
   4
   5 #include <linux/mm.h>
   6 #include <linux/mempolicy.h>
   7 #include <linux/migrate_mode.h>
   8 #include <linux/hugetlb.h>
   9
  10 typedef struct page *new_page_t(struct page *page, unsigned long private);
  11 typedef void free_page_t(struct page *page, unsigned long private);
  12
  13 /*
  14  * Return values from addresss_space_operations.migratepage():
  15  * - negative errno on page migration failure;
  16  * - zero on page migration success;
  17  */
  18 #define MIGRATEPAGE_SUCCESS             0
  19
  20 enum migrate_reason {
  21         MR_COMPACTION,
  22         MR_MEMORY_FAILURE,
  23         MR_MEMORY_HOTPLUG,
  24         MR_SYSCALL,             /* also applies to cpusets */
  25         MR_MEMPOLICY_MBIND,
  26         MR_NUMA_MISPLACED,
  27         MR_CONTIG_RANGE,
  28         MR_TYPES
  29 };
  30
  31 /* In mm/debug.c; also keep sync with include/trace/events/migrate.h */
  32 extern const char *migrate_reason_names[MR_TYPES];
  33
  34 static inline struct page *new_page_nodemask(struct page *page,
  35                                 int preferred_nid, nodemask_t *nodemask)
  36 {
  37         gfp_t gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
  38         unsigned int order = 0;
  39         struct page *new_page = NULL;
  40
  41         if (PageHuge(page))
  42                 return alloc_huge_page_nodemask(page_hstate(compound_head(page)),
  43                                 preferred_nid, nodemask);
  44
  45         if (PageTransHuge(page)) {
  46                 gfp_mask |= GFP_TRANSHUGE;
  47                 order = HPAGE_PMD_ORDER;
  48         }
  49
  50         if (PageHighMem(page) || (zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE))
  51                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
  52
  53         new_page = __alloc_pages_nodemask(gfp_mask, order,
  54                                 preferred_nid, nodemask);
  55
  56         if (new_page && PageTransHuge(new_page))
  57                 prep_transhuge_page(new_page);
  58
  59         return new_page;
  60 }
  61
  62 #ifdef CONFIG_MIGRATION
  63
  64 extern void putback_movable_pages(struct list_head *l);
  65 extern int migrate_page(struct address_space *mapping,
  66                         struct page *newpage, struct page *page,
  67                         enum migrate_mode mode);
  68 extern int migrate_pages(struct list_head *l, new_page_t new, free_page_t free,
  69                 unsigned long private, enum migrate_mode mode, int reason);
  70 extern int isolate_movable_page(struct page *page, isolate_mode_t mode);
  71 extern void putback_movable_page(struct page *page);
  72
  73 extern int migrate_prep(void);
  74 extern int migrate_prep_local(void);
  75 extern void migrate_page_states(struct page *newpage, struct page *page);
  76 extern void migrate_page_copy(struct page *newpage, struct page *page);
  77 extern int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
  78                                   struct page *newpage, struct page *page);
  79 extern int migrate_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
  80                 struct page *newpage, struct page *page, int extra_count);
  81 #else
  82
  83 static inline void putback_movable_pages(struct list_head *l) {}
  84 static inline int migrate_pages(struct list_head *l, new_page_t new,
  85                 free_page_t free, unsigned long private, enum migrate_mode mode,
  86                 int reason)
  87         { return -ENOSYS; }
  88 static inline int isolate_movable_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
  89         { return -EBUSY; }
  90
  91 static inline int migrate_prep(void) { return -ENOSYS; }
  92 static inline int migrate_prep_local(void) { return -ENOSYS; }
  93
  94 static inline void migrate_page_states(struct page *newpage, struct page *page)
  95 {
  96 }
  97
  98 static inline void migrate_page_copy(struct page *newpage,
  99                                      struct page *page) {}
 100
 101 static inline int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
 102                                   struct page *newpage, struct page *page)
 103 {
 104         return -ENOSYS;
 105 }
 106
 107 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
 108
 109 #ifdef CONFIG_COMPACTION
 110 extern int PageMovable(struct page *page);
 111 extern void __SetPageMovable(struct page *page, struct address_space *mapping);
 112 extern void __ClearPageMovable(struct page *page);
 113 #else
 114 static inline int PageMovable(struct page *page) { return 0; };
 115 static inline void __SetPageMovable(struct page *page,
 116                                 struct address_space *mapping)
 117 {
 118 }
 119 static inline void __ClearPageMovable(struct page *page)
 120 {
 121 }
 122 #endif
 123
 124 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 125 extern bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd);
 126 extern int migrate_misplaced_page(struct page *page,
 127                                   struct vm_area_struct *vma, int node);
 128 #else
 129 static inline bool pmd_trans_migrating(pmd_t pmd)
 130 {
 131         return false;
 132 }
 133 static inline int migrate_misplaced_page(struct page *page,
 134                                          struct vm_area_struct *vma, int node)
 135 {
 136         return -EAGAIN; /* can't migrate now */
 137 }
 138 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 139
 140 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
 141 extern int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
 142                         struct vm_area_struct *vma,
 143                         pmd_t *pmd, pmd_t entry,
 144                         unsigned long address,
 145                         struct page *page, int node);
 146 #else
 147 static inline int migrate_misplaced_transhuge_page(struct mm_struct *mm,
 148                         struct vm_area_struct *vma,
 149                         pmd_t *pmd, pmd_t entry,
 150                         unsigned long address,
 151                         struct page *page, int node)
 152 {
 153         return -EAGAIN;
 154 }
 155 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING && CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE*/
 156
 157
 158 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 159
 160 /*
 161  * Watch out for PAE architecture, which has an unsigned long, and might not
 162  * have enough bits to store all physical address and flags. So far we have
 163  * enough room for all our flags.
 164  */
 165 #define MIGRATE_PFN_VALID       (1UL << 0)
 166 #define MIGRATE_PFN_MIGRATE     (1UL << 1)
 167 #define MIGRATE_PFN_LOCKED      (1UL << 2)
 168 #define MIGRATE_PFN_WRITE       (1UL << 3)
 169 #define MIGRATE_PFN_DEVICE      (1UL << 4)
 170 #define MIGRATE_PFN_ERROR       (1UL << 5)
 171 #define MIGRATE_PFN_SHIFT       6
 172
 173 static inline struct page *migrate_pfn_to_page(unsigned long mpfn)
 174 {
 175         if (!(mpfn & MIGRATE_PFN_VALID))
 176                 return NULL;
 177         return pfn_to_page(mpfn >> MIGRATE_PFN_SHIFT);
 178 }
 179
 180 static inline unsigned long migrate_pfn(unsigned long pfn)
 181 {
 182         return (pfn << MIGRATE_PFN_SHIFT) | MIGRATE_PFN_VALID;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * struct migrate_vma_ops - migrate operation callback
 187  *
 188  * @alloc_and_copy: alloc destination memory and copy source memory to it
 189  * @finalize_and_map: allow caller to map the successfully migrated pages
 190  *
 191  *
 192  * The alloc_and_copy() callback happens once all source pages have been locked,
 193  * unmapped and checked (checked whether pinned or not). All pages that can be
 194  * migrated will have an entry in the src array set with the pfn value of the
 195  * page and with the MIGRATE_PFN_VALID and MIGRATE_PFN_MIGRATE flag set (other
 196  * flags might be set but should be ignored by the callback).
 197  *
 198  * The alloc_and_copy() callback can then allocate destination memory and copy
 199  * source memory to it for all those entries (ie with MIGRATE_PFN_VALID and
 200  * MIGRATE_PFN_MIGRATE flag set). Once these are allocated and copied, the
 201  * callback must update each corresponding entry in the dst array with the pfn
 202  * value of the destination page and with the MIGRATE_PFN_VALID and
 203  * MIGRATE_PFN_LOCKED flags set (destination pages must have their struct pages
 204  * locked, via lock_page()).
 205  *
 206  * At this point the alloc_and_copy() callback is done and returns.
 207  *
 208  * Note that the callback does not have to migrate all the pages that are
 209  * marked with MIGRATE_PFN_MIGRATE flag in src array unless this is a migration
 210  * from device memory to system memory (ie the MIGRATE_PFN_DEVICE flag is also
 211  * set in the src array entry). If the device driver cannot migrate a device
 212  * page back to system memory, then it must set the corresponding dst array
 213  * entry to MIGRATE_PFN_ERROR. This will trigger a SIGBUS if CPU tries to
 214  * access any of the virtual addresses originally backed by this page. Because
 215  * a SIGBUS is such a severe result for the userspace process, the device
 216  * driver should avoid setting MIGRATE_PFN_ERROR unless it is really in an
 217  * unrecoverable state.
 218  *
 219  * For empty entry inside CPU page table (pte_none() or pmd_none() is true) we
 220  * do set MIGRATE_PFN_MIGRATE flag inside the corresponding source array thus
 221  * allowing device driver to allocate device memory for those unback virtual
 222  * address. For this the device driver simply have to allocate device memory
 223  * and properly set the destination entry like for regular migration. Note that
 224  * this can still fails and thus inside the device driver must check if the
 225  * migration was successful for those entry inside the finalize_and_map()
 226  * callback just like for regular migration.
 227  *
 228  * THE alloc_and_copy() CALLBACK MUST NOT CHANGE ANY OF THE SRC ARRAY ENTRIES
 229  * OR BAD THINGS WILL HAPPEN !
 230  *
 231  *
 232  * The finalize_and_map() callback happens after struct page migration from
 233  * source to destination (destination struct pages are the struct pages for the
 234  * memory allocated by the alloc_and_copy() callback).  Migration can fail, and
 235  * thus the finalize_and_map() allows the driver to inspect which pages were
 236  * successfully migrated, and which were not. Successfully migrated pages will
 237  * have the MIGRATE_PFN_MIGRATE flag set for their src array entry.
 238  *
 239  * It is safe to update device page table from within the finalize_and_map()
 240  * callback because both destination and source page are still locked, and the
 241  * mmap_sem is held in read mode (hence no one can unmap the range being
 242  * migrated).
 243  *
 244  * Once callback is done cleaning up things and updating its page table (if it
 245  * chose to do so, this is not an obligation) then it returns. At this point,
 246  * the HMM core will finish up the final steps, and the migration is complete.
 247  *
 248  * THE finalize_and_map() CALLBACK MUST NOT CHANGE ANY OF THE SRC OR DST ARRAY
 249  * ENTRIES OR BAD THINGS WILL HAPPEN !
 250  */
 251 struct migrate_vma_ops {
 252         void (*alloc_and_copy)(struct vm_area_struct *vma,
 253                                const unsigned long *src,
 254                                unsigned long *dst,
 255                                unsigned long start,
 256                                unsigned long end,
 257                                void *private);
 258         void (*finalize_and_map)(struct vm_area_struct *vma,
 259                                  const unsigned long *src,
 260                                  const unsigned long *dst,
 261                                  unsigned long start,
 262                                  unsigned long end,
 263                                  void *private);
 264 };
 265
 266 #if defined(CONFIG_MIGRATE_VMA_HELPER)
 267 int migrate_vma(const struct migrate_vma_ops *ops,
 268                 struct vm_area_struct *vma,
 269                 unsigned long start,
 270                 unsigned long end,
 271                 unsigned long *src,
 272                 unsigned long *dst,
 273                 void *private);
 274 #else
 275 static inline int migrate_vma(const struct migrate_vma_ops *ops,
 276                               struct vm_area_struct *vma,
 277                               unsigned long start,
 278                               unsigned long end,
 279                               unsigned long *src,
 280                               unsigned long *dst,
 281                               void *private)
 282 {
 283         return -EINVAL;
 284 }
 285 #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATE_VMA_HELPER) */
 286
 287 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
 288
 289 #endif /* _LINUX_MIGRATE_H */