Merge tag 'drm-next-2023-02-23' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / migrate.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Memory Migration functionality - linux/mm/migrate.c
4  *
5  * Copyright (C) 2006 Silicon Graphics, Inc., Christoph Lameter
6  *
7  * Page migration was first developed in the context of the memory hotplug
8  * project. The main authors of the migration code are:
9  *
10  * IWAMOTO Toshihiro <iwamoto@valinux.co.jp>
11  * Hirokazu Takahashi <taka@valinux.co.jp>
12  * Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
13  * Christoph Lameter
14  */
15
16 #include <linux/migrate.h>
17 #include <linux/export.h>
18 #include <linux/swap.h>
19 #include <linux/swapops.h>
20 #include <linux/pagemap.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/mm_inline.h>
23 #include <linux/nsproxy.h>
24 #include <linux/pagevec.h>
25 #include <linux/ksm.h>
26 #include <linux/rmap.h>
27 #include <linux/topology.h>
28 #include <linux/cpu.h>
29 #include <linux/cpuset.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/mempolicy.h>
32 #include <linux/vmalloc.h>
33 #include <linux/security.h>
34 #include <linux/backing-dev.h>
35 #include <linux/compaction.h>
36 #include <linux/syscalls.h>
37 #include <linux/compat.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/hugetlb_cgroup.h>
40 #include <linux/gfp.h>
41 #include <linux/pfn_t.h>
42 #include <linux/memremap.h>
43 #include <linux/userfaultfd_k.h>
44 #include <linux/balloon_compaction.h>
45 #include <linux/page_idle.h>
46 #include <linux/page_owner.h>
47 #include <linux/sched/mm.h>
48 #include <linux/ptrace.h>
49 #include <linux/oom.h>
50 #include <linux/memory.h>
51 #include <linux/random.h>
52 #include <linux/sched/sysctl.h>
53 #include <linux/memory-tiers.h>
54
55 #include <asm/tlbflush.h>
56
57 #include <trace/events/migrate.h>
58
59 #include "internal.h"
60
61 int isolate_movable_page(struct page *page, isolate_mode_t mode)
62 {
63         const struct movable_operations *mops;
64
65         /*
66          * Avoid burning cycles with pages that are yet under __free_pages(),
67          * or just got freed under us.
68          *
69          * In case we 'win' a race for a movable page being freed under us and
70          * raise its refcount preventing __free_pages() from doing its job
71          * the put_page() at the end of this block will take care of
72          * release this page, thus avoiding a nasty leakage.
73          */
74         if (unlikely(!get_page_unless_zero(page)))
75                 goto out;
76
77         if (unlikely(PageSlab(page)))
78                 goto out_putpage;
79         /* Pairs with smp_wmb() in slab freeing, e.g. SLUB's __free_slab() */
80         smp_rmb();
81         /*
82          * Check movable flag before taking the page lock because
83          * we use non-atomic bitops on newly allocated page flags so
84          * unconditionally grabbing the lock ruins page's owner side.
85          */
86         if (unlikely(!__PageMovable(page)))
87                 goto out_putpage;
88         /* Pairs with smp_wmb() in slab allocation, e.g. SLUB's alloc_slab_page() */
89         smp_rmb();
90         if (unlikely(PageSlab(page)))
91                 goto out_putpage;
92
93         /*
94          * As movable pages are not isolated from LRU lists, concurrent
95          * compaction threads can race against page migration functions
96          * as well as race against the releasing a page.
97          *
98          * In order to avoid having an already isolated movable page
99          * being (wrongly) re-isolated while it is under migration,
100          * or to avoid attempting to isolate pages being released,
101          * lets be sure we have the page lock
102          * before proceeding with the movable page isolation steps.
103          */
104         if (unlikely(!trylock_page(page)))
105                 goto out_putpage;
106
107         if (!PageMovable(page) || PageIsolated(page))
108                 goto out_no_isolated;
109
110         mops = page_movable_ops(page);
111         VM_BUG_ON_PAGE(!mops, page);
112
113         if (!mops->isolate_page(page, mode))
114                 goto out_no_isolated;
115
116         /* Driver shouldn't use PG_isolated bit of page->flags */
117         WARN_ON_ONCE(PageIsolated(page));
118         SetPageIsolated(page);
119         unlock_page(page);
120
121         return 0;
122
123 out_no_isolated:
124         unlock_page(page);
125 out_putpage:
126         put_page(page);
127 out:
128         return -EBUSY;
129 }
130
131 static void putback_movable_page(struct page *page)
132 {
133         const struct movable_operations *mops = page_movable_ops(page);
134
135         mops->putback_page(page);
136         ClearPageIsolated(page);
137 }
138
139 /*
140  * Put previously isolated pages back onto the appropriate lists
141  * from where they were once taken off for compaction/migration.
142  *
143  * This function shall be used whenever the isolated pageset has been
144  * built from lru, balloon, hugetlbfs page. See isolate_migratepages_range()
145  * and isolate_hugetlb().
146  */
147 void putback_movable_pages(struct list_head *l)
148 {
149         struct page *page;
150         struct page *page2;
151
152         list_for_each_entry_safe(page, page2, l, lru) {
153                 if (unlikely(PageHuge(page))) {
154                         putback_active_hugepage(page);
155                         continue;
156                 }
157                 list_del(&page->lru);
158                 /*
159                  * We isolated non-lru movable page so here we can use
160                  * __PageMovable because LRU page's mapping cannot have
161                  * PAGE_MAPPING_MOVABLE.
162                  */
163                 if (unlikely(__PageMovable(page))) {
164                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageIsolated(page), page);
165                         lock_page(page);
166                         if (PageMovable(page))
167                                 putback_movable_page(page);
168                         else
169                                 ClearPageIsolated(page);
170                         unlock_page(page);
171                         put_page(page);
172                 } else {
173                         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON +
174                                         page_is_file_lru(page), -thp_nr_pages(page));
175                         putback_lru_page(page);
176                 }
177         }
178 }
179
180 /*
181  * Restore a potential migration pte to a working pte entry
182  */
183 static bool remove_migration_pte(struct folio *folio,
184                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, void *old)
185 {
186         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, old, vma, addr, PVMW_SYNC | PVMW_MIGRATION);
187
188         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
189                 rmap_t rmap_flags = RMAP_NONE;
190                 pte_t pte;
191                 swp_entry_t entry;
192                 struct page *new;
193                 unsigned long idx = 0;
194
195                 /* pgoff is invalid for ksm pages, but they are never large */
196                 if (folio_test_large(folio) && !folio_test_hugetlb(folio))
197                         idx = linear_page_index(vma, pvmw.address) - pvmw.pgoff;
198                 new = folio_page(folio, idx);
199
200 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
201                 /* PMD-mapped THP migration entry */
202                 if (!pvmw.pte) {
203                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_hugetlb(folio) ||
204                                         !folio_test_pmd_mappable(folio), folio);
205                         remove_migration_pmd(&pvmw, new);
206                         continue;
207                 }
208 #endif
209
210                 folio_get(folio);
211                 pte = mk_pte(new, READ_ONCE(vma->vm_page_prot));
212                 if (pte_swp_soft_dirty(*pvmw.pte))
213                         pte = pte_mksoft_dirty(pte);
214
215                 /*
216                  * Recheck VMA as permissions can change since migration started
217                  */
218                 entry = pte_to_swp_entry(*pvmw.pte);
219                 if (!is_migration_entry_young(entry))
220                         pte = pte_mkold(pte);
221                 if (folio_test_dirty(folio) && is_migration_entry_dirty(entry))
222                         pte = pte_mkdirty(pte);
223                 if (is_writable_migration_entry(entry))
224                         pte = maybe_mkwrite(pte, vma);
225                 else if (pte_swp_uffd_wp(*pvmw.pte))
226                         pte = pte_mkuffd_wp(pte);
227                 else
228                         pte = pte_wrprotect(pte);
229
230                 if (folio_test_anon(folio) && !is_readable_migration_entry(entry))
231                         rmap_flags |= RMAP_EXCLUSIVE;
232
233                 if (unlikely(is_device_private_page(new))) {
234                         if (pte_write(pte))
235                                 entry = make_writable_device_private_entry(
236                                                         page_to_pfn(new));
237                         else
238                                 entry = make_readable_device_private_entry(
239                                                         page_to_pfn(new));
240                         pte = swp_entry_to_pte(entry);
241                         if (pte_swp_soft_dirty(*pvmw.pte))
242                                 pte = pte_swp_mksoft_dirty(pte);
243                         if (pte_swp_uffd_wp(*pvmw.pte))
244                                 pte = pte_swp_mkuffd_wp(pte);
245                 }
246
247 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
248                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
249                         unsigned int shift = huge_page_shift(hstate_vma(vma));
250
251                         pte = pte_mkhuge(pte);
252                         pte = arch_make_huge_pte(pte, shift, vma->vm_flags);
253                         if (folio_test_anon(folio))
254                                 hugepage_add_anon_rmap(new, vma, pvmw.address,
255                                                        rmap_flags);
256                         else
257                                 page_dup_file_rmap(new, true);
258                         set_huge_pte_at(vma->vm_mm, pvmw.address, pvmw.pte, pte);
259                 } else
260 #endif
261                 {
262                         if (folio_test_anon(folio))
263                                 page_add_anon_rmap(new, vma, pvmw.address,
264                                                    rmap_flags);
265                         else
266                                 page_add_file_rmap(new, vma, false);
267                         set_pte_at(vma->vm_mm, pvmw.address, pvmw.pte, pte);
268                 }
269                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
270                         mlock_page_drain_local();
271
272                 trace_remove_migration_pte(pvmw.address, pte_val(pte),
273                                            compound_order(new));
274
275                 /* No need to invalidate - it was non-present before */
276                 update_mmu_cache(vma, pvmw.address, pvmw.pte);
277         }
278
279         return true;
280 }
281
282 /*
283  * Get rid of all migration entries and replace them by
284  * references to the indicated page.
285  */
286 void remove_migration_ptes(struct folio *src, struct folio *dst, bool locked)
287 {
288         struct rmap_walk_control rwc = {
289                 .rmap_one = remove_migration_pte,
290                 .arg = src,
291         };
292
293         if (locked)
294                 rmap_walk_locked(dst, &rwc);
295         else
296                 rmap_walk(dst, &rwc);
297 }
298
299 /*
300  * Something used the pte of a page under migration. We need to
301  * get to the page and wait until migration is finished.
302  * When we return from this function the fault will be retried.
303  */
304 void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
305                                 spinlock_t *ptl)
306 {
307         pte_t pte;
308         swp_entry_t entry;
309
310         spin_lock(ptl);
311         pte = *ptep;
312         if (!is_swap_pte(pte))
313                 goto out;
314
315         entry = pte_to_swp_entry(pte);
316         if (!is_migration_entry(entry))
317                 goto out;
318
319         migration_entry_wait_on_locked(entry, ptep, ptl);
320         return;
321 out:
322         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
323 }
324
325 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
326                                 unsigned long address)
327 {
328         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
329         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
330         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
331 }
332
333 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
334 void __migration_entry_wait_huge(pte_t *ptep, spinlock_t *ptl)
335 {
336         pte_t pte;
337
338         spin_lock(ptl);
339         pte = huge_ptep_get(ptep);
340
341         if (unlikely(!is_hugetlb_entry_migration(pte)))
342                 spin_unlock(ptl);
343         else
344                 migration_entry_wait_on_locked(pte_to_swp_entry(pte), NULL, ptl);
345 }
346
347 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma, pte_t *pte)
348 {
349         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), vma->vm_mm, pte);
350
351         __migration_entry_wait_huge(pte, ptl);
352 }
353 #endif
354
355 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
356 void pmd_migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
357 {
358         spinlock_t *ptl;
359
360         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
361         if (!is_pmd_migration_entry(*pmd))
362                 goto unlock;
363         migration_entry_wait_on_locked(pmd_to_swp_entry(*pmd), NULL, ptl);
364         return;
365 unlock:
366         spin_unlock(ptl);
367 }
368 #endif
369
370 static int folio_expected_refs(struct address_space *mapping,
371                 struct folio *folio)
372 {
373         int refs = 1;
374         if (!mapping)
375                 return refs;
376
377         refs += folio_nr_pages(folio);
378         if (folio_test_private(folio))
379                 refs++;
380
381         return refs;
382 }
383
384 /*
385  * Replace the page in the mapping.
386  *
387  * The number of remaining references must be:
388  * 1 for anonymous pages without a mapping
389  * 2 for pages with a mapping
390  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
391  */
392 int folio_migrate_mapping(struct address_space *mapping,
393                 struct folio *newfolio, struct folio *folio, int extra_count)
394 {
395         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio_index(folio));
396         struct zone *oldzone, *newzone;
397         int dirty;
398         int expected_count = folio_expected_refs(mapping, folio) + extra_count;
399         long nr = folio_nr_pages(folio);
400
401         if (!mapping) {
402                 /* Anonymous page without mapping */
403                 if (folio_ref_count(folio) != expected_count)
404                         return -EAGAIN;
405
406                 /* No turning back from here */
407                 newfolio->index = folio->index;
408                 newfolio->mapping = folio->mapping;
409                 if (folio_test_swapbacked(folio))
410                         __folio_set_swapbacked(newfolio);
411
412                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
413         }
414
415         oldzone = folio_zone(folio);
416         newzone = folio_zone(newfolio);
417
418         xas_lock_irq(&xas);
419         if (!folio_ref_freeze(folio, expected_count)) {
420                 xas_unlock_irq(&xas);
421                 return -EAGAIN;
422         }
423
424         /*
425          * Now we know that no one else is looking at the folio:
426          * no turning back from here.
427          */
428         newfolio->index = folio->index;
429         newfolio->mapping = folio->mapping;
430         folio_ref_add(newfolio, nr); /* add cache reference */
431         if (folio_test_swapbacked(folio)) {
432                 __folio_set_swapbacked(newfolio);
433                 if (folio_test_swapcache(folio)) {
434                         folio_set_swapcache(newfolio);
435                         newfolio->private = folio_get_private(folio);
436                 }
437         } else {
438                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_swapcache(folio), folio);
439         }
440
441         /* Move dirty while page refs frozen and newpage not yet exposed */
442         dirty = folio_test_dirty(folio);
443         if (dirty) {
444                 folio_clear_dirty(folio);
445                 folio_set_dirty(newfolio);
446         }
447
448         xas_store(&xas, newfolio);
449
450         /*
451          * Drop cache reference from old page by unfreezing
452          * to one less reference.
453          * We know this isn't the last reference.
454          */
455         folio_ref_unfreeze(folio, expected_count - nr);
456
457         xas_unlock(&xas);
458         /* Leave irq disabled to prevent preemption while updating stats */
459
460         /*
461          * If moved to a different zone then also account
462          * the page for that zone. Other VM counters will be
463          * taken care of when we establish references to the
464          * new page and drop references to the old page.
465          *
466          * Note that anonymous pages are accounted for
467          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_MAPPED if they
468          * are mapped to swap space.
469          */
470         if (newzone != oldzone) {
471                 struct lruvec *old_lruvec, *new_lruvec;
472                 struct mem_cgroup *memcg;
473
474                 memcg = folio_memcg(folio);
475                 old_lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, oldzone->zone_pgdat);
476                 new_lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, newzone->zone_pgdat);
477
478                 __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_FILE_PAGES, -nr);
479                 __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_FILE_PAGES, nr);
480                 if (folio_test_swapbacked(folio) && !folio_test_swapcache(folio)) {
481                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_SHMEM, -nr);
482                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_SHMEM, nr);
483                 }
484 #ifdef CONFIG_SWAP
485                 if (folio_test_swapcache(folio)) {
486                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_SWAPCACHE, -nr);
487                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_SWAPCACHE, nr);
488                 }
489 #endif
490                 if (dirty && mapping_can_writeback(mapping)) {
491                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_FILE_DIRTY, -nr);
492                         __mod_zone_page_state(oldzone, NR_ZONE_WRITE_PENDING, -nr);
493                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_FILE_DIRTY, nr);
494                         __mod_zone_page_state(newzone, NR_ZONE_WRITE_PENDING, nr);
495                 }
496         }
497         local_irq_enable();
498
499         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
500 }
501 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_mapping);
502
503 /*
504  * The expected number of remaining references is the same as that
505  * of folio_migrate_mapping().
506  */
507 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
508                                    struct folio *dst, struct folio *src)
509 {
510         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio_index(src));
511         int expected_count;
512
513         xas_lock_irq(&xas);
514         expected_count = 2 + folio_has_private(src);
515         if (!folio_ref_freeze(src, expected_count)) {
516                 xas_unlock_irq(&xas);
517                 return -EAGAIN;
518         }
519
520         dst->index = src->index;
521         dst->mapping = src->mapping;
522
523         folio_get(dst);
524
525         xas_store(&xas, dst);
526
527         folio_ref_unfreeze(src, expected_count - 1);
528
529         xas_unlock_irq(&xas);
530
531         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
532 }
533
534 /*
535  * Copy the flags and some other ancillary information
536  */
537 void folio_migrate_flags(struct folio *newfolio, struct folio *folio)
538 {
539         int cpupid;
540
541         if (folio_test_error(folio))
542                 folio_set_error(newfolio);
543         if (folio_test_referenced(folio))
544                 folio_set_referenced(newfolio);
545         if (folio_test_uptodate(folio))
546                 folio_mark_uptodate(newfolio);
547         if (folio_test_clear_active(folio)) {
548                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
549                 folio_set_active(newfolio);
550         } else if (folio_test_clear_unevictable(folio))
551                 folio_set_unevictable(newfolio);
552         if (folio_test_workingset(folio))
553                 folio_set_workingset(newfolio);
554         if (folio_test_checked(folio))
555                 folio_set_checked(newfolio);
556         /*
557          * PG_anon_exclusive (-> PG_mappedtodisk) is always migrated via
558          * migration entries. We can still have PG_anon_exclusive set on an
559          * effectively unmapped and unreferenced first sub-pages of an
560          * anonymous THP: we can simply copy it here via PG_mappedtodisk.
561          */
562         if (folio_test_mappedtodisk(folio))
563                 folio_set_mappedtodisk(newfolio);
564
565         /* Move dirty on pages not done by folio_migrate_mapping() */
566         if (folio_test_dirty(folio))
567                 folio_set_dirty(newfolio);
568
569         if (folio_test_young(folio))
570                 folio_set_young(newfolio);
571         if (folio_test_idle(folio))
572                 folio_set_idle(newfolio);
573
574         /*
575          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
576          * future migrations of this same page.
577          */
578         cpupid = page_cpupid_xchg_last(&folio->page, -1);
579         /*
580          * For memory tiering mode, when migrate between slow and fast
581          * memory node, reset cpupid, because that is used to record
582          * page access time in slow memory node.
583          */
584         if (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) {
585                 bool f_toptier = node_is_toptier(page_to_nid(&folio->page));
586                 bool t_toptier = node_is_toptier(page_to_nid(&newfolio->page));
587
588                 if (f_toptier != t_toptier)
589                         cpupid = -1;
590         }
591         page_cpupid_xchg_last(&newfolio->page, cpupid);
592
593         folio_migrate_ksm(newfolio, folio);
594         /*
595          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
596          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
597          */
598         if (folio_test_swapcache(folio))
599                 folio_clear_swapcache(folio);
600         folio_clear_private(folio);
601
602         /* page->private contains hugetlb specific flags */
603         if (!folio_test_hugetlb(folio))
604                 folio->private = NULL;
605
606         /*
607          * If any waiters have accumulated on the new page then
608          * wake them up.
609          */
610         if (folio_test_writeback(newfolio))
611                 folio_end_writeback(newfolio);
612
613         /*
614          * PG_readahead shares the same bit with PG_reclaim.  The above
615          * end_page_writeback() may clear PG_readahead mistakenly, so set the
616          * bit after that.
617          */
618         if (folio_test_readahead(folio))
619                 folio_set_readahead(newfolio);
620
621         folio_copy_owner(newfolio, folio);
622
623         if (!folio_test_hugetlb(folio))
624                 mem_cgroup_migrate(folio, newfolio);
625 }
626 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_flags);
627
628 void folio_migrate_copy(struct folio *newfolio, struct folio *folio)
629 {
630         folio_copy(newfolio, folio);
631         folio_migrate_flags(newfolio, folio);
632 }
633 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_copy);
634
635 /************************************************************
636  *                    Migration functions
637  ***********************************************************/
638
639 int migrate_folio_extra(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
640                 struct folio *src, enum migrate_mode mode, int extra_count)
641 {
642         int rc;
643
644         BUG_ON(folio_test_writeback(src));      /* Writeback must be complete */
645
646         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, extra_count);
647
648         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
649                 return rc;
650
651         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
652                 folio_migrate_copy(dst, src);
653         else
654                 folio_migrate_flags(dst, src);
655         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
656 }
657
658 /**
659  * migrate_folio() - Simple folio migration.
660  * @mapping: The address_space containing the folio.
661  * @dst: The folio to migrate the data to.
662  * @src: The folio containing the current data.
663  * @mode: How to migrate the page.
664  *
665  * Common logic to directly migrate a single LRU folio suitable for
666  * folios that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
667  *
668  * Folios are locked upon entry and exit.
669  */
670 int migrate_folio(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
671                 struct folio *src, enum migrate_mode mode)
672 {
673         return migrate_folio_extra(mapping, dst, src, mode, 0);
674 }
675 EXPORT_SYMBOL(migrate_folio);
676
677 #ifdef CONFIG_BLOCK
678 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
679 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
680                                                         enum migrate_mode mode)
681 {
682         struct buffer_head *bh = head;
683
684         /* Simple case, sync compaction */
685         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
686                 do {
687                         lock_buffer(bh);
688                         bh = bh->b_this_page;
689
690                 } while (bh != head);
691
692                 return true;
693         }
694
695         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
696         do {
697                 if (!trylock_buffer(bh)) {
698                         /*
699                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
700                          * async migration. Release the taken locks
701                          */
702                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
703                         bh = head;
704                         while (bh != failed_bh) {
705                                 unlock_buffer(bh);
706                                 bh = bh->b_this_page;
707                         }
708                         return false;
709                 }
710
711                 bh = bh->b_this_page;
712         } while (bh != head);
713         return true;
714 }
715
716 static int __buffer_migrate_folio(struct address_space *mapping,
717                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode,
718                 bool check_refs)
719 {
720         struct buffer_head *bh, *head;
721         int rc;
722         int expected_count;
723
724         head = folio_buffers(src);
725         if (!head)
726                 return migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
727
728         /* Check whether page does not have extra refs before we do more work */
729         expected_count = folio_expected_refs(mapping, src);
730         if (folio_ref_count(src) != expected_count)
731                 return -EAGAIN;
732
733         if (!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode))
734                 return -EAGAIN;
735
736         if (check_refs) {
737                 bool busy;
738                 bool invalidated = false;
739
740 recheck_buffers:
741                 busy = false;
742                 spin_lock(&mapping->private_lock);
743                 bh = head;
744                 do {
745                         if (atomic_read(&bh->b_count)) {
746                                 busy = true;
747                                 break;
748                         }
749                         bh = bh->b_this_page;
750                 } while (bh != head);
751                 if (busy) {
752                         if (invalidated) {
753                                 rc = -EAGAIN;
754                                 goto unlock_buffers;
755                         }
756                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
757                         invalidate_bh_lrus();
758                         invalidated = true;
759                         goto recheck_buffers;
760                 }
761         }
762
763         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 0);
764         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
765                 goto unlock_buffers;
766
767         folio_attach_private(dst, folio_detach_private(src));
768
769         bh = head;
770         do {
771                 set_bh_page(bh, &dst->page, bh_offset(bh));
772                 bh = bh->b_this_page;
773         } while (bh != head);
774
775         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
776                 folio_migrate_copy(dst, src);
777         else
778                 folio_migrate_flags(dst, src);
779
780         rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
781 unlock_buffers:
782         if (check_refs)
783                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
784         bh = head;
785         do {
786                 unlock_buffer(bh);
787                 bh = bh->b_this_page;
788         } while (bh != head);
789
790         return rc;
791 }
792
793 /**
794  * buffer_migrate_folio() - Migration function for folios with buffers.
795  * @mapping: The address space containing @src.
796  * @dst: The folio to migrate to.
797  * @src: The folio to migrate from.
798  * @mode: How to migrate the folio.
799  *
800  * This function can only be used if the underlying filesystem guarantees
801  * that no other references to @src exist. For example attached buffer
802  * heads are accessed only under the folio lock.  If your filesystem cannot
803  * provide this guarantee, buffer_migrate_folio_norefs() may be more
804  * appropriate.
805  *
806  * Return: 0 on success or a negative errno on failure.
807  */
808 int buffer_migrate_folio(struct address_space *mapping,
809                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
810 {
811         return __buffer_migrate_folio(mapping, dst, src, mode, false);
812 }
813 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_folio);
814
815 /**
816  * buffer_migrate_folio_norefs() - Migration function for folios with buffers.
817  * @mapping: The address space containing @src.
818  * @dst: The folio to migrate to.
819  * @src: The folio to migrate from.
820  * @mode: How to migrate the folio.
821  *
822  * Like buffer_migrate_folio() except that this variant is more careful
823  * and checks that there are also no buffer head references. This function
824  * is the right one for mappings where buffer heads are directly looked
825  * up and referenced (such as block device mappings).
826  *
827  * Return: 0 on success or a negative errno on failure.
828  */
829 int buffer_migrate_folio_norefs(struct address_space *mapping,
830                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
831 {
832         return __buffer_migrate_folio(mapping, dst, src, mode, true);
833 }
834 EXPORT_SYMBOL_GPL(buffer_migrate_folio_norefs);
835 #endif
836
837 int filemap_migrate_folio(struct address_space *mapping,
838                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
839 {
840         int ret;
841
842         ret = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 0);
843         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
844                 return ret;
845
846         if (folio_get_private(src))
847                 folio_attach_private(dst, folio_detach_private(src));
848
849         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
850                 folio_migrate_copy(dst, src);
851         else
852                 folio_migrate_flags(dst, src);
853         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
854 }
855 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_migrate_folio);
856
857 /*
858  * Writeback a folio to clean the dirty state
859  */
860 static int writeout(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
861 {
862         struct writeback_control wbc = {
863                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
864                 .nr_to_write = 1,
865                 .range_start = 0,
866                 .range_end = LLONG_MAX,
867                 .for_reclaim = 1
868         };
869         int rc;
870
871         if (!mapping->a_ops->writepage)
872                 /* No write method for the address space */
873                 return -EINVAL;
874
875         if (!folio_clear_dirty_for_io(folio))
876                 /* Someone else already triggered a write */
877                 return -EAGAIN;
878
879         /*
880          * A dirty folio may imply that the underlying filesystem has
881          * the folio on some queue. So the folio must be clean for
882          * migration. Writeout may mean we lose the lock and the
883          * folio state is no longer what we checked for earlier.
884          * At this point we know that the migration attempt cannot
885          * be successful.
886          */
887         remove_migration_ptes(folio, folio, false);
888
889         rc = mapping->a_ops->writepage(&folio->page, &wbc);
890
891         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
892                 /* unlocked. Relock */
893                 folio_lock(folio);
894
895         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
896 }
897
898 /*
899  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
900  */
901 static int fallback_migrate_folio(struct address_space *mapping,
902                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
903 {
904         if (folio_test_dirty(src)) {
905                 /* Only writeback folios in full synchronous migration */
906                 switch (mode) {
907                 case MIGRATE_SYNC:
908                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
909                         break;
910                 default:
911                         return -EBUSY;
912                 }
913                 return writeout(mapping, src);
914         }
915
916         /*
917          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
918          * We must have no buffers or drop them.
919          */
920         if (folio_test_private(src) &&
921             !filemap_release_folio(src, GFP_KERNEL))
922                 return mode == MIGRATE_SYNC ? -EAGAIN : -EBUSY;
923
924         return migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
925 }
926
927 /*
928  * Move a page to a newly allocated page
929  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
930  *
931  * The new page will have replaced the old page if this function
932  * is successful.
933  *
934  * Return value:
935  *   < 0 - error code
936  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
937  */
938 static int move_to_new_folio(struct folio *dst, struct folio *src,
939                                 enum migrate_mode mode)
940 {
941         int rc = -EAGAIN;
942         bool is_lru = !__PageMovable(&src->page);
943
944         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(src), src);
945         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(dst), dst);
946
947         if (likely(is_lru)) {
948                 struct address_space *mapping = folio_mapping(src);
949
950                 if (!mapping)
951                         rc = migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
952                 else if (mapping->a_ops->migrate_folio)
953                         /*
954                          * Most folios have a mapping and most filesystems
955                          * provide a migrate_folio callback. Anonymous folios
956                          * are part of swap space which also has its own
957                          * migrate_folio callback. This is the most common path
958                          * for page migration.
959                          */
960                         rc = mapping->a_ops->migrate_folio(mapping, dst, src,
961                                                                 mode);
962                 else
963                         rc = fallback_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
964         } else {
965                 const struct movable_operations *mops;
966
967                 /*
968                  * In case of non-lru page, it could be released after
969                  * isolation step. In that case, we shouldn't try migration.
970                  */
971                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_isolated(src), src);
972                 if (!folio_test_movable(src)) {
973                         rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
974                         folio_clear_isolated(src);
975                         goto out;
976                 }
977
978                 mops = page_movable_ops(&src->page);
979                 rc = mops->migrate_page(&dst->page, &src->page, mode);
980                 WARN_ON_ONCE(rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS &&
981                                 !folio_test_isolated(src));
982         }
983
984         /*
985          * When successful, old pagecache src->mapping must be cleared before
986          * src is freed; but stats require that PageAnon be left as PageAnon.
987          */
988         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
989                 if (__PageMovable(&src->page)) {
990                         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_isolated(src), src);
991
992                         /*
993                          * We clear PG_movable under page_lock so any compactor
994                          * cannot try to migrate this page.
995                          */
996                         folio_clear_isolated(src);
997                 }
998
999                 /*
1000                  * Anonymous and movable src->mapping will be cleared by
1001                  * free_pages_prepare so don't reset it here for keeping
1002                  * the type to work PageAnon, for example.
1003                  */
1004                 if (!folio_mapping_flags(src))
1005                         src->mapping = NULL;
1006
1007                 if (likely(!folio_is_zone_device(dst)))
1008                         flush_dcache_folio(dst);
1009         }
1010 out:
1011         return rc;
1012 }
1013
1014 static int __unmap_and_move(struct folio *src, struct folio *dst,
1015                                 int force, enum migrate_mode mode)
1016 {
1017         int rc = -EAGAIN;
1018         bool page_was_mapped = false;
1019         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1020         bool is_lru = !__PageMovable(&src->page);
1021
1022         if (!folio_trylock(src)) {
1023                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
1024                         goto out;
1025
1026                 /*
1027                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
1028                  * For example, during page readahead pages are added locked
1029                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
1030                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
1031                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
1032                  * mpage_readahead). If an allocation happens for the
1033                  * second or third page, the process can end up locking
1034                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
1035                  * trying to be clever about what pages can be locked,
1036                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
1037                  * altogether.
1038                  */
1039                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
1040                         goto out;
1041
1042                 folio_lock(src);
1043         }
1044
1045         if (folio_test_writeback(src)) {
1046                 /*
1047                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
1048                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
1049                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
1050                  * the overhead of stalling is too much
1051                  */
1052                 switch (mode) {
1053                 case MIGRATE_SYNC:
1054                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
1055                         break;
1056                 default:
1057                         rc = -EBUSY;
1058                         goto out_unlock;
1059                 }
1060                 if (!force)
1061                         goto out_unlock;
1062                 folio_wait_writeback(src);
1063         }
1064
1065         /*
1066          * By try_to_migrate(), src->mapcount goes down to 0 here. In this case,
1067          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrate a page.
1068          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
1069          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
1070          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
1071          * just care Anon page here.
1072          *
1073          * Only folio_get_anon_vma() understands the subtleties of
1074          * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
1075          * But if we cannot get anon_vma, then we won't need it anyway,
1076          * because that implies that the anon page is no longer mapped
1077          * (and cannot be remapped so long as we hold the page lock).
1078          */
1079         if (folio_test_anon(src) && !folio_test_ksm(src))
1080                 anon_vma = folio_get_anon_vma(src);
1081
1082         /*
1083          * Block others from accessing the new page when we get around to
1084          * establishing additional references. We are usually the only one
1085          * holding a reference to dst at this point. We used to have a BUG
1086          * here if folio_trylock(dst) fails, but would like to allow for
1087          * cases where there might be a race with the previous use of dst.
1088          * This is much like races on refcount of oldpage: just don't BUG().
1089          */
1090         if (unlikely(!folio_trylock(dst)))
1091                 goto out_unlock;
1092
1093         if (unlikely(!is_lru)) {
1094                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1095                 goto out_unlock_both;
1096         }
1097
1098         /*
1099          * Corner case handling:
1100          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
1101          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
1102          * Calling try_to_unmap() against a src->mapping==NULL page will
1103          * trigger a BUG.  So handle it here.
1104          * 2. An orphaned page (see truncate_cleanup_page) might have
1105          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
1106          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
1107          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
1108          * free the metadata, so the page can be freed.
1109          */
1110         if (!src->mapping) {
1111                 if (folio_test_private(src)) {
1112                         try_to_free_buffers(src);
1113                         goto out_unlock_both;
1114                 }
1115         } else if (folio_mapped(src)) {
1116                 /* Establish migration ptes */
1117                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(src) &&
1118                                !folio_test_ksm(src) && !anon_vma, src);
1119                 try_to_migrate(src, 0);
1120                 page_was_mapped = true;
1121         }
1122
1123         if (!folio_mapped(src))
1124                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1125
1126         /*
1127          * When successful, push dst to LRU immediately: so that if it
1128          * turns out to be an mlocked page, remove_migration_ptes() will
1129          * automatically build up the correct dst->mlock_count for it.
1130          *
1131          * We would like to do something similar for the old page, when
1132          * unsuccessful, and other cases when a page has been temporarily
1133          * isolated from the unevictable LRU: but this case is the easiest.
1134          */
1135         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1136                 folio_add_lru(dst);
1137                 if (page_was_mapped)
1138                         lru_add_drain();
1139         }
1140
1141         if (page_was_mapped)
1142                 remove_migration_ptes(src,
1143                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? dst : src, false);
1144
1145 out_unlock_both:
1146         folio_unlock(dst);
1147 out_unlock:
1148         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
1149         if (anon_vma)
1150                 put_anon_vma(anon_vma);
1151         folio_unlock(src);
1152 out:
1153         /*
1154          * If migration is successful, decrease refcount of dst,
1155          * which will not free the page because new page owner increased
1156          * refcounter.
1157          */
1158         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1159                 folio_put(dst);
1160
1161         return rc;
1162 }
1163
1164 /*
1165  * Obtain the lock on folio, remove all ptes and migrate the folio
1166  * to the newly allocated folio in dst.
1167  */
1168 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
1169                                    free_page_t put_new_page,
1170                                    unsigned long private, struct folio *src,
1171                                    int force, enum migrate_mode mode,
1172                                    enum migrate_reason reason,
1173                                    struct list_head *ret)
1174 {
1175         struct folio *dst;
1176         int rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
1177         struct page *newpage = NULL;
1178
1179         if (!thp_migration_supported() && folio_test_transhuge(src))
1180                 return -ENOSYS;
1181
1182         if (folio_ref_count(src) == 1) {
1183                 /* Folio was freed from under us. So we are done. */
1184                 folio_clear_active(src);
1185                 folio_clear_unevictable(src);
1186                 /* free_pages_prepare() will clear PG_isolated. */
1187                 goto out;
1188         }
1189
1190         newpage = get_new_page(&src->page, private);
1191         if (!newpage)
1192                 return -ENOMEM;
1193         dst = page_folio(newpage);
1194
1195         dst->private = NULL;
1196         rc = __unmap_and_move(src, dst, force, mode);
1197         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1198                 set_page_owner_migrate_reason(&dst->page, reason);
1199
1200 out:
1201         if (rc != -EAGAIN) {
1202                 /*
1203                  * A folio that has been migrated has all references
1204                  * removed and will be freed. A folio that has not been
1205                  * migrated will have kept its references and be restored.
1206                  */
1207                 list_del(&src->lru);
1208         }
1209
1210         /*
1211          * If migration is successful, releases reference grabbed during
1212          * isolation. Otherwise, restore the folio to right list unless
1213          * we want to retry.
1214          */
1215         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1216                 /*
1217                  * Compaction can migrate also non-LRU folios which are
1218                  * not accounted to NR_ISOLATED_*. They can be recognized
1219                  * as __folio_test_movable
1220                  */
1221                 if (likely(!__folio_test_movable(src)))
1222                         mod_node_page_state(folio_pgdat(src), NR_ISOLATED_ANON +
1223                                         folio_is_file_lru(src), -folio_nr_pages(src));
1224
1225                 if (reason != MR_MEMORY_FAILURE)
1226                         /*
1227                          * We release the folio in page_handle_poison.
1228                          */
1229                         folio_put(src);
1230         } else {
1231                 if (rc != -EAGAIN)
1232                         list_add_tail(&src->lru, ret);
1233
1234                 if (put_new_page)
1235                         put_new_page(&dst->page, private);
1236                 else
1237                         folio_put(dst);
1238         }
1239
1240         return rc;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1245  *
1246  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1247  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1248  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1249  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1250  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1251  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1252  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1253  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1254  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1255  * hugepage migration fails without data corruption.
1256  *
1257  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1258  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1259  * will wait in the page fault for migration to complete.
1260  */
1261 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1262                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1263                                 struct page *hpage, int force,
1264                                 enum migrate_mode mode, int reason,
1265                                 struct list_head *ret)
1266 {
1267         struct folio *dst, *src = page_folio(hpage);
1268         int rc = -EAGAIN;
1269         int page_was_mapped = 0;
1270         struct page *new_hpage;
1271         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1272         struct address_space *mapping = NULL;
1273
1274         /*
1275          * Migratability of hugepages depends on architectures and their size.
1276          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1277          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1278          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1279          * kicking migration.
1280          */
1281         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage)))
1282                 return -ENOSYS;
1283
1284         if (folio_ref_count(src) == 1) {
1285                 /* page was freed from under us. So we are done. */
1286                 putback_active_hugepage(hpage);
1287                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
1288         }
1289
1290         new_hpage = get_new_page(hpage, private);
1291         if (!new_hpage)
1292                 return -ENOMEM;
1293         dst = page_folio(new_hpage);
1294
1295         if (!folio_trylock(src)) {
1296                 if (!force)
1297                         goto out;
1298                 switch (mode) {
1299                 case MIGRATE_SYNC:
1300                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
1301                         break;
1302                 default:
1303                         goto out;
1304                 }
1305                 folio_lock(src);
1306         }
1307
1308         /*
1309          * Check for pages which are in the process of being freed.  Without
1310          * folio_mapping() set, hugetlbfs specific move page routine will not
1311          * be called and we could leak usage counts for subpools.
1312          */
1313         if (hugetlb_folio_subpool(src) && !folio_mapping(src)) {
1314                 rc = -EBUSY;
1315                 goto out_unlock;
1316         }
1317
1318         if (folio_test_anon(src))
1319                 anon_vma = folio_get_anon_vma(src);
1320
1321         if (unlikely(!folio_trylock(dst)))
1322                 goto put_anon;
1323
1324         if (folio_mapped(src)) {
1325                 enum ttu_flags ttu = 0;
1326
1327                 if (!folio_test_anon(src)) {
1328                         /*
1329                          * In shared mappings, try_to_unmap could potentially
1330                          * call huge_pmd_unshare.  Because of this, take
1331                          * semaphore in write mode here and set TTU_RMAP_LOCKED
1332                          * to let lower levels know we have taken the lock.
1333                          */
1334                         mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1335                         if (unlikely(!mapping))
1336                                 goto unlock_put_anon;
1337
1338                         ttu = TTU_RMAP_LOCKED;
1339                 }
1340
1341                 try_to_migrate(src, ttu);
1342                 page_was_mapped = 1;
1343
1344                 if (ttu & TTU_RMAP_LOCKED)
1345                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1346         }
1347
1348         if (!folio_mapped(src))
1349                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1350
1351         if (page_was_mapped)
1352                 remove_migration_ptes(src,
1353                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? dst : src, false);
1354
1355 unlock_put_anon:
1356         folio_unlock(dst);
1357
1358 put_anon:
1359         if (anon_vma)
1360                 put_anon_vma(anon_vma);
1361
1362         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1363                 move_hugetlb_state(src, dst, reason);
1364                 put_new_page = NULL;
1365         }
1366
1367 out_unlock:
1368         folio_unlock(src);
1369 out:
1370         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1371                 putback_active_hugepage(hpage);
1372         else if (rc != -EAGAIN)
1373                 list_move_tail(&src->lru, ret);
1374
1375         /*
1376          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1377          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1378          * isolation.
1379          */
1380         if (put_new_page)
1381                 put_new_page(new_hpage, private);
1382         else
1383                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1384
1385         return rc;
1386 }
1387
1388 static inline int try_split_folio(struct folio *folio, struct list_head *split_folios)
1389 {
1390         int rc;
1391
1392         folio_lock(folio);
1393         rc = split_folio_to_list(folio, split_folios);
1394         folio_unlock(folio);
1395         if (!rc)
1396                 list_move_tail(&folio->lru, split_folios);
1397
1398         return rc;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * migrate_pages - migrate the folios specified in a list, to the free folios
1403  *                 supplied as the target for the page migration
1404  *
1405  * @from:               The list of folios to be migrated.
1406  * @get_new_page:       The function used to allocate free folios to be used
1407  *                      as the target of the folio migration.
1408  * @put_new_page:       The function used to free target folios if migration
1409  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1410  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1411  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1412  *                      folio migration, if any.
1413  * @reason:             The reason for folio migration.
1414  * @ret_succeeded:      Set to the number of folios migrated successfully if
1415  *                      the caller passes a non-NULL pointer.
1416  *
1417  * The function returns after 10 attempts or if no folios are movable any more
1418  * because the list has become empty or no retryable folios exist any more.
1419  * It is caller's responsibility to call putback_movable_pages() to return folios
1420  * to the LRU or free list only if ret != 0.
1421  *
1422  * Returns the number of {normal folio, large folio, hugetlb} that were not
1423  * migrated, or an error code. The number of large folio splits will be
1424  * considered as the number of non-migrated large folio, no matter how many
1425  * split folios of the large folio are migrated successfully.
1426  */
1427 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1428                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1429                 enum migrate_mode mode, int reason, unsigned int *ret_succeeded)
1430 {
1431         int retry = 1;
1432         int large_retry = 1;
1433         int thp_retry = 1;
1434         int nr_failed = 0;
1435         int nr_failed_pages = 0;
1436         int nr_retry_pages = 0;
1437         int nr_succeeded = 0;
1438         int nr_thp_succeeded = 0;
1439         int nr_large_failed = 0;
1440         int nr_thp_failed = 0;
1441         int nr_thp_split = 0;
1442         int pass = 0;
1443         bool is_large = false;
1444         bool is_thp = false;
1445         struct folio *folio, *folio2;
1446         int rc, nr_pages;
1447         LIST_HEAD(ret_folios);
1448         LIST_HEAD(split_folios);
1449         bool nosplit = (reason == MR_NUMA_MISPLACED);
1450         bool no_split_folio_counting = false;
1451
1452         trace_mm_migrate_pages_start(mode, reason);
1453
1454 split_folio_migration:
1455         for (pass = 0; pass < 10 && (retry || large_retry); pass++) {
1456                 retry = 0;
1457                 large_retry = 0;
1458                 thp_retry = 0;
1459                 nr_retry_pages = 0;
1460
1461                 list_for_each_entry_safe(folio, folio2, from, lru) {
1462                         /*
1463                          * Large folio statistics is based on the source large
1464                          * folio. Capture required information that might get
1465                          * lost during migration.
1466                          */
1467                         is_large = folio_test_large(folio) && !folio_test_hugetlb(folio);
1468                         is_thp = is_large && folio_test_pmd_mappable(folio);
1469                         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1470                         cond_resched();
1471
1472                         if (folio_test_hugetlb(folio))
1473                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1474                                                 put_new_page, private,
1475                                                 &folio->page, pass > 2, mode,
1476                                                 reason,
1477                                                 &ret_folios);
1478                         else
1479                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1480                                                 private, folio, pass > 2, mode,
1481                                                 reason, &ret_folios);
1482                         /*
1483                          * The rules are:
1484                          *      Success: non hugetlb folio will be freed, hugetlb
1485                          *               folio will be put back
1486                          *      -EAGAIN: stay on the from list
1487                          *      -ENOMEM: stay on the from list
1488                          *      -ENOSYS: stay on the from list
1489                          *      Other errno: put on ret_folios list then splice to
1490                          *                   from list
1491                          */
1492                         switch(rc) {
1493                         /*
1494                          * Large folio migration might be unsupported or
1495                          * the allocation could've failed so we should retry
1496                          * on the same folio with the large folio split
1497                          * to normal folios.
1498                          *
1499                          * Split folios are put in split_folios, and
1500                          * we will migrate them after the rest of the
1501                          * list is processed.
1502                          */
1503                         case -ENOSYS:
1504                                 /* Large folio migration is unsupported */
1505                                 if (is_large) {
1506                                         nr_large_failed++;
1507                                         nr_thp_failed += is_thp;
1508                                         if (!try_split_folio(folio, &split_folios)) {
1509                                                 nr_thp_split += is_thp;
1510                                                 break;
1511                                         }
1512                                 /* Hugetlb migration is unsupported */
1513                                 } else if (!no_split_folio_counting) {
1514                                         nr_failed++;
1515                                 }
1516
1517                                 nr_failed_pages += nr_pages;
1518                                 list_move_tail(&folio->lru, &ret_folios);
1519                                 break;
1520                         case -ENOMEM:
1521                                 /*
1522                                  * When memory is low, don't bother to try to migrate
1523                                  * other folios, just exit.
1524                                  */
1525                                 if (is_large) {
1526                                         nr_large_failed++;
1527                                         nr_thp_failed += is_thp;
1528                                         /* Large folio NUMA faulting doesn't split to retry. */
1529                                         if (!nosplit) {
1530                                                 int ret = try_split_folio(folio, &split_folios);
1531
1532                                                 if (!ret) {
1533                                                         nr_thp_split += is_thp;
1534                                                         break;
1535                                                 } else if (reason == MR_LONGTERM_PIN &&
1536                                                            ret == -EAGAIN) {
1537                                                         /*
1538                                                          * Try again to split large folio to
1539                                                          * mitigate the failure of longterm pinning.
1540                                                          */
1541                                                         large_retry++;
1542                                                         thp_retry += is_thp;
1543                                                         nr_retry_pages += nr_pages;
1544                                                         break;
1545                                                 }
1546                                         }
1547                                 } else if (!no_split_folio_counting) {
1548                                         nr_failed++;
1549                                 }
1550
1551                                 nr_failed_pages += nr_pages + nr_retry_pages;
1552                                 /*
1553                                  * There might be some split folios of fail-to-migrate large
1554                                  * folios left in split_folios list. Move them back to migration
1555                                  * list so that they could be put back to the right list by
1556                                  * the caller otherwise the folio refcnt will be leaked.
1557                                  */
1558                                 list_splice_init(&split_folios, from);
1559                                 /* nr_failed isn't updated for not used */
1560                                 nr_large_failed += large_retry;
1561                                 nr_thp_failed += thp_retry;
1562                                 goto out;
1563                         case -EAGAIN:
1564                                 if (is_large) {
1565                                         large_retry++;
1566                                         thp_retry += is_thp;
1567                                 } else if (!no_split_folio_counting) {
1568                                         retry++;
1569                                 }
1570                                 nr_retry_pages += nr_pages;
1571                                 break;
1572                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1573                                 nr_succeeded += nr_pages;
1574                                 nr_thp_succeeded += is_thp;
1575                                 break;
1576                         default:
1577                                 /*
1578                                  * Permanent failure (-EBUSY, etc.):
1579                                  * unlike -EAGAIN case, the failed folio is
1580                                  * removed from migration folio list and not
1581                                  * retried in the next outer loop.
1582                                  */
1583                                 if (is_large) {
1584                                         nr_large_failed++;
1585                                         nr_thp_failed += is_thp;
1586                                 } else if (!no_split_folio_counting) {
1587                                         nr_failed++;
1588                                 }
1589
1590                                 nr_failed_pages += nr_pages;
1591                                 break;
1592                         }
1593                 }
1594         }
1595         nr_failed += retry;
1596         nr_large_failed += large_retry;
1597         nr_thp_failed += thp_retry;
1598         nr_failed_pages += nr_retry_pages;
1599         /*
1600          * Try to migrate split folios of fail-to-migrate large folios, no
1601          * nr_failed counting in this round, since all split folios of a
1602          * large folio is counted as 1 failure in the first round.
1603          */
1604         if (!list_empty(&split_folios)) {
1605                 /*
1606                  * Move non-migrated folios (after 10 retries) to ret_folios
1607                  * to avoid migrating them again.
1608                  */
1609                 list_splice_init(from, &ret_folios);
1610                 list_splice_init(&split_folios, from);
1611                 no_split_folio_counting = true;
1612                 retry = 1;
1613                 goto split_folio_migration;
1614         }
1615
1616         rc = nr_failed + nr_large_failed;
1617 out:
1618         /*
1619          * Put the permanent failure folio back to migration list, they
1620          * will be put back to the right list by the caller.
1621          */
1622         list_splice(&ret_folios, from);
1623
1624         /*
1625          * Return 0 in case all split folios of fail-to-migrate large folios
1626          * are migrated successfully.
1627          */
1628         if (list_empty(from))
1629                 rc = 0;
1630
1631         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1632         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed_pages);
1633         count_vm_events(THP_MIGRATION_SUCCESS, nr_thp_succeeded);
1634         count_vm_events(THP_MIGRATION_FAIL, nr_thp_failed);
1635         count_vm_events(THP_MIGRATION_SPLIT, nr_thp_split);
1636         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed_pages, nr_thp_succeeded,
1637                                nr_thp_failed, nr_thp_split, mode, reason);
1638
1639         if (ret_succeeded)
1640                 *ret_succeeded = nr_succeeded;
1641
1642         return rc;
1643 }
1644
1645 struct page *alloc_migration_target(struct page *page, unsigned long private)
1646 {
1647         struct folio *folio = page_folio(page);
1648         struct migration_target_control *mtc;
1649         gfp_t gfp_mask;
1650         unsigned int order = 0;
1651         struct folio *new_folio = NULL;
1652         int nid;
1653         int zidx;
1654
1655         mtc = (struct migration_target_control *)private;
1656         gfp_mask = mtc->gfp_mask;
1657         nid = mtc->nid;
1658         if (nid == NUMA_NO_NODE)
1659                 nid = folio_nid(folio);
1660
1661         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1662                 struct hstate *h = folio_hstate(folio);
1663
1664                 gfp_mask = htlb_modify_alloc_mask(h, gfp_mask);
1665                 return alloc_huge_page_nodemask(h, nid, mtc->nmask, gfp_mask);
1666         }
1667
1668         if (folio_test_large(folio)) {
1669                 /*
1670                  * clear __GFP_RECLAIM to make the migration callback
1671                  * consistent with regular THP allocations.
1672                  */
1673                 gfp_mask &= ~__GFP_RECLAIM;
1674                 gfp_mask |= GFP_TRANSHUGE;
1675                 order = folio_order(folio);
1676         }
1677         zidx = zone_idx(folio_zone(folio));
1678         if (is_highmem_idx(zidx) || zidx == ZONE_MOVABLE)
1679                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
1680
1681         new_folio = __folio_alloc(gfp_mask, order, nid, mtc->nmask);
1682
1683         return &new_folio->page;
1684 }
1685
1686 #ifdef CONFIG_NUMA
1687
1688 static int store_status(int __user *status, int start, int value, int nr)
1689 {
1690         while (nr-- > 0) {
1691                 if (put_user(value, status + start))
1692                         return -EFAULT;
1693                 start++;
1694         }
1695
1696         return 0;
1697 }
1698
1699 static int do_move_pages_to_node(struct mm_struct *mm,
1700                 struct list_head *pagelist, int node)
1701 {
1702         int err;
1703         struct migration_target_control mtc = {
1704                 .nid = node,
1705                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1706         };
1707
1708         err = migrate_pages(pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1709                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1710         if (err)
1711                 putback_movable_pages(pagelist);
1712         return err;
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Resolves the given address to a struct page, isolates it from the LRU and
1717  * puts it to the given pagelist.
1718  * Returns:
1719  *     errno - if the page cannot be found/isolated
1720  *     0 - when it doesn't have to be migrated because it is already on the
1721  *         target node
1722  *     1 - when it has been queued
1723  */
1724 static int add_page_for_migration(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1725                 int node, struct list_head *pagelist, bool migrate_all)
1726 {
1727         struct vm_area_struct *vma;
1728         struct page *page;
1729         int err;
1730
1731         mmap_read_lock(mm);
1732         err = -EFAULT;
1733         vma = vma_lookup(mm, addr);
1734         if (!vma || !vma_migratable(vma))
1735                 goto out;
1736
1737         /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1738         page = follow_page(vma, addr, FOLL_GET | FOLL_DUMP);
1739
1740         err = PTR_ERR(page);
1741         if (IS_ERR(page))
1742                 goto out;
1743
1744         err = -ENOENT;
1745         if (!page)
1746                 goto out;
1747
1748         if (is_zone_device_page(page))
1749                 goto out_putpage;
1750
1751         err = 0;
1752         if (page_to_nid(page) == node)
1753                 goto out_putpage;
1754
1755         err = -EACCES;
1756         if (page_mapcount(page) > 1 && !migrate_all)
1757                 goto out_putpage;
1758
1759         if (PageHuge(page)) {
1760                 if (PageHead(page)) {
1761                         err = isolate_hugetlb(page, pagelist);
1762                         if (!err)
1763                                 err = 1;
1764                 }
1765         } else {
1766                 struct page *head;
1767
1768                 head = compound_head(page);
1769                 err = isolate_lru_page(head);
1770                 if (err)
1771                         goto out_putpage;
1772
1773                 err = 1;
1774                 list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1775                 mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1776                         NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1777                         thp_nr_pages(head));
1778         }
1779 out_putpage:
1780         /*
1781          * Either remove the duplicate refcount from
1782          * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1783          * not isolated.
1784          */
1785         put_page(page);
1786 out:
1787         mmap_read_unlock(mm);
1788         return err;
1789 }
1790
1791 static int move_pages_and_store_status(struct mm_struct *mm, int node,
1792                 struct list_head *pagelist, int __user *status,
1793                 int start, int i, unsigned long nr_pages)
1794 {
1795         int err;
1796
1797         if (list_empty(pagelist))
1798                 return 0;
1799
1800         err = do_move_pages_to_node(mm, pagelist, node);
1801         if (err) {
1802                 /*
1803                  * Positive err means the number of failed
1804                  * pages to migrate.  Since we are going to
1805                  * abort and return the number of non-migrated
1806                  * pages, so need to include the rest of the
1807                  * nr_pages that have not been attempted as
1808                  * well.
1809                  */
1810                 if (err > 0)
1811                         err += nr_pages - i;
1812                 return err;
1813         }
1814         return store_status(status, start, node, i - start);
1815 }
1816
1817 /*
1818  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1819  * the corresponding array of status.
1820  */
1821 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1822                          unsigned long nr_pages,
1823                          const void __user * __user *pages,
1824                          const int __user *nodes,
1825                          int __user *status, int flags)
1826 {
1827         int current_node = NUMA_NO_NODE;
1828         LIST_HEAD(pagelist);
1829         int start, i;
1830         int err = 0, err1;
1831
1832         lru_cache_disable();
1833
1834         for (i = start = 0; i < nr_pages; i++) {
1835                 const void __user *p;
1836                 unsigned long addr;
1837                 int node;
1838
1839                 err = -EFAULT;
1840                 if (get_user(p, pages + i))
1841                         goto out_flush;
1842                 if (get_user(node, nodes + i))
1843                         goto out_flush;
1844                 addr = (unsigned long)untagged_addr(p);
1845
1846                 err = -ENODEV;
1847                 if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1848                         goto out_flush;
1849                 if (!node_state(node, N_MEMORY))
1850                         goto out_flush;
1851
1852                 err = -EACCES;
1853                 if (!node_isset(node, task_nodes))
1854                         goto out_flush;
1855
1856                 if (current_node == NUMA_NO_NODE) {
1857                         current_node = node;
1858                         start = i;
1859                 } else if (node != current_node) {
1860                         err = move_pages_and_store_status(mm, current_node,
1861                                         &pagelist, status, start, i, nr_pages);
1862                         if (err)
1863                                 goto out;
1864                         start = i;
1865                         current_node = node;
1866                 }
1867
1868                 /*
1869                  * Errors in the page lookup or isolation are not fatal and we simply
1870                  * report them via status
1871                  */
1872                 err = add_page_for_migration(mm, addr, current_node,
1873                                 &pagelist, flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1874
1875                 if (err > 0) {
1876                         /* The page is successfully queued for migration */
1877                         continue;
1878                 }
1879
1880                 /*
1881                  * The move_pages() man page does not have an -EEXIST choice, so
1882                  * use -EFAULT instead.
1883                  */
1884                 if (err == -EEXIST)
1885                         err = -EFAULT;
1886
1887                 /*
1888                  * If the page is already on the target node (!err), store the
1889                  * node, otherwise, store the err.
1890                  */
1891                 err = store_status(status, i, err ? : current_node, 1);
1892                 if (err)
1893                         goto out_flush;
1894
1895                 err = move_pages_and_store_status(mm, current_node, &pagelist,
1896                                 status, start, i, nr_pages);
1897                 if (err) {
1898                         /* We have accounted for page i */
1899                         if (err > 0)
1900                                 err--;
1901                         goto out;
1902                 }
1903                 current_node = NUMA_NO_NODE;
1904         }
1905 out_flush:
1906         /* Make sure we do not overwrite the existing error */
1907         err1 = move_pages_and_store_status(mm, current_node, &pagelist,
1908                                 status, start, i, nr_pages);
1909         if (err >= 0)
1910                 err = err1;
1911 out:
1912         lru_cache_enable();
1913         return err;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1918  */
1919 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1920                                 const void __user **pages, int *status)
1921 {
1922         unsigned long i;
1923
1924         mmap_read_lock(mm);
1925
1926         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1927                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1928                 struct vm_area_struct *vma;
1929                 struct page *page;
1930                 int err = -EFAULT;
1931
1932                 vma = vma_lookup(mm, addr);
1933                 if (!vma)
1934                         goto set_status;
1935
1936                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1937                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_GET | FOLL_DUMP);
1938
1939                 err = PTR_ERR(page);
1940                 if (IS_ERR(page))
1941                         goto set_status;
1942
1943                 err = -ENOENT;
1944                 if (!page)
1945                         goto set_status;
1946
1947                 if (!is_zone_device_page(page))
1948                         err = page_to_nid(page);
1949
1950                 put_page(page);
1951 set_status:
1952                 *status = err;
1953
1954                 pages++;
1955                 status++;
1956         }
1957
1958         mmap_read_unlock(mm);
1959 }
1960
1961 static int get_compat_pages_array(const void __user *chunk_pages[],
1962                                   const void __user * __user *pages,
1963                                   unsigned long chunk_nr)
1964 {
1965         compat_uptr_t __user *pages32 = (compat_uptr_t __user *)pages;
1966         compat_uptr_t p;
1967         int i;
1968
1969         for (i = 0; i < chunk_nr; i++) {
1970                 if (get_user(p, pages32 + i))
1971                         return -EFAULT;
1972                 chunk_pages[i] = compat_ptr(p);
1973         }
1974
1975         return 0;
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1980  * a user array of status.
1981  */
1982 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1983                          const void __user * __user *pages,
1984                          int __user *status)
1985 {
1986 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16UL
1987         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1988         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1989
1990         while (nr_pages) {
1991                 unsigned long chunk_nr = min(nr_pages, DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR);
1992
1993                 if (in_compat_syscall()) {
1994                         if (get_compat_pages_array(chunk_pages, pages,
1995                                                    chunk_nr))
1996                                 break;
1997                 } else {
1998                         if (copy_from_user(chunk_pages, pages,
1999                                       chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
2000                                 break;
2001                 }
2002
2003                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
2004
2005                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
2006                         break;
2007
2008                 pages += chunk_nr;
2009                 status += chunk_nr;
2010                 nr_pages -= chunk_nr;
2011         }
2012         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
2013 }
2014
2015 static struct mm_struct *find_mm_struct(pid_t pid, nodemask_t *mem_nodes)
2016 {
2017         struct task_struct *task;
2018         struct mm_struct *mm;
2019
2020         /*
2021          * There is no need to check if current process has the right to modify
2022          * the specified process when they are same.
2023          */
2024         if (!pid) {
2025                 mmget(current->mm);
2026                 *mem_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
2027                 return current->mm;
2028         }
2029
2030         /* Find the mm_struct */
2031         rcu_read_lock();
2032         task = find_task_by_vpid(pid);
2033         if (!task) {
2034                 rcu_read_unlock();
2035                 return ERR_PTR(-ESRCH);
2036         }
2037         get_task_struct(task);
2038
2039         /*
2040          * Check if this process has the right to modify the specified
2041          * process. Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
2042          */
2043         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
2044                 rcu_read_unlock();
2045                 mm = ERR_PTR(-EPERM);
2046                 goto out;
2047         }
2048         rcu_read_unlock();
2049
2050         mm = ERR_PTR(security_task_movememory(task));
2051         if (IS_ERR(mm))
2052                 goto out;
2053         *mem_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
2054         mm = get_task_mm(task);
2055 out:
2056         put_task_struct(task);
2057         if (!mm)
2058                 mm = ERR_PTR(-EINVAL);
2059         return mm;
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
2064  * process.
2065  */
2066 static int kernel_move_pages(pid_t pid, unsigned long nr_pages,
2067                              const void __user * __user *pages,
2068                              const int __user *nodes,
2069                              int __user *status, int flags)
2070 {
2071         struct mm_struct *mm;
2072         int err;
2073         nodemask_t task_nodes;
2074
2075         /* Check flags */
2076         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
2077                 return -EINVAL;
2078
2079         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
2080                 return -EPERM;
2081
2082         mm = find_mm_struct(pid, &task_nodes);
2083         if (IS_ERR(mm))
2084                 return PTR_ERR(mm);
2085
2086         if (nodes)
2087                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
2088                                     nodes, status, flags);
2089         else
2090                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
2091
2092         mmput(mm);
2093         return err;
2094 }
2095
2096 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
2097                 const void __user * __user *, pages,
2098                 const int __user *, nodes,
2099                 int __user *, status, int, flags)
2100 {
2101         return kernel_move_pages(pid, nr_pages, pages, nodes, status, flags);
2102 }
2103
2104 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2105 /*
2106  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
2107  * pages. Currently it only checks the watermarks which is crude.
2108  */
2109 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
2110                                    unsigned long nr_migrate_pages)
2111 {
2112         int z;
2113
2114         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
2115                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
2116
2117                 if (!managed_zone(zone))
2118                         continue;
2119
2120                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
2121                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
2122                                        high_wmark_pages(zone) +
2123                                        nr_migrate_pages,
2124                                        ZONE_MOVABLE, 0))
2125                         continue;
2126                 return true;
2127         }
2128         return false;
2129 }
2130
2131 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
2132                                            unsigned long data)
2133 {
2134         int nid = (int) data;
2135         int order = compound_order(page);
2136         gfp_t gfp = __GFP_THISNODE;
2137         struct folio *new;
2138
2139         if (order > 0)
2140                 gfp |= GFP_TRANSHUGE_LIGHT;
2141         else {
2142                 gfp |= GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY |
2143                         __GFP_NOWARN;
2144                 gfp &= ~__GFP_RECLAIM;
2145         }
2146         new = __folio_alloc_node(gfp, order, nid);
2147
2148         return &new->page;
2149 }
2150
2151 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
2152 {
2153         int nr_pages = thp_nr_pages(page);
2154         int order = compound_order(page);
2155
2156         VM_BUG_ON_PAGE(order && !PageTransHuge(page), page);
2157
2158         /* Do not migrate THP mapped by multiple processes */
2159         if (PageTransHuge(page) && total_mapcount(page) > 1)
2160                 return 0;
2161
2162         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
2163         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, nr_pages)) {
2164                 int z;
2165
2166                 if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING))
2167                         return 0;
2168                 for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
2169                         if (managed_zone(pgdat->node_zones + z))
2170                                 break;
2171                 }
2172                 wakeup_kswapd(pgdat->node_zones + z, 0, order, ZONE_MOVABLE);
2173                 return 0;
2174         }
2175
2176         if (isolate_lru_page(page))
2177                 return 0;
2178
2179         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(page),
2180                             nr_pages);
2181
2182         /*
2183          * Isolating the page has taken another reference, so the
2184          * caller's reference can be safely dropped without the page
2185          * disappearing underneath us during migration.
2186          */
2187         put_page(page);
2188         return 1;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
2193  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
2194  * the page that will be dropped by this function before returning.
2195  */
2196 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
2197                            int node)
2198 {
2199         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
2200         int isolated;
2201         int nr_remaining;
2202         unsigned int nr_succeeded;
2203         LIST_HEAD(migratepages);
2204         int nr_pages = thp_nr_pages(page);
2205
2206         /*
2207          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
2208          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
2209          */
2210         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_lru(page) &&
2211             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
2212                 goto out;
2213
2214         /*
2215          * Also do not migrate dirty pages as not all filesystems can move
2216          * dirty pages in MIGRATE_ASYNC mode which is a waste of cycles.
2217          */
2218         if (page_is_file_lru(page) && PageDirty(page))
2219                 goto out;
2220
2221         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
2222         if (!isolated)
2223                 goto out;
2224
2225         list_add(&page->lru, &migratepages);
2226         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
2227                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
2228                                      MR_NUMA_MISPLACED, &nr_succeeded);
2229         if (nr_remaining) {
2230                 if (!list_empty(&migratepages)) {
2231                         list_del(&page->lru);
2232                         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON +
2233                                         page_is_file_lru(page), -nr_pages);
2234                         putback_lru_page(page);
2235                 }
2236                 isolated = 0;
2237         }
2238         if (nr_succeeded) {
2239                 count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, nr_succeeded);
2240                 if (!node_is_toptier(page_to_nid(page)) && node_is_toptier(node))
2241                         mod_node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_SUCCESS,
2242                                             nr_succeeded);
2243         }
2244         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
2245         return isolated;
2246
2247 out:
2248         put_page(page);
2249         return 0;
2250 }
2251 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2252 #endif /* CONFIG_NUMA */